MIS结构中陷阱电荷测量与分析方法

"MIS结构绝缘层中陷阱电荷的测量方法和分析，主要涉及MIS（Metal-Insulator-Semiconductor）结构的界面态对集成电路可靠性的影响，以及如何通过数学和物理手段分析陷阱电荷的分布和变化。" 在集成电路技术不断进步的背景下，器件特征尺寸的缩小带来了显著的可靠性问题，其中界面态起着关键作用。MIS结构的绝缘层中的陷阱电荷是导致这些问题的主要因素之一，它们会干扰器件的工作性能。因此，对MIS结构中陷阱电荷的深入研究变得至关重要。 文章介绍了基于衬底和绝缘层间电荷陷落动态平衡的理论模型，利用恒流应力前后MIS电容高频C-V（ Capacitance-Voltage）曲线和栅电压变化曲线，来测量和分析陷阱电荷的总量和分布。这一方法有助于理解由于界面态导致的集成电路可靠性问题，并为解决这些问题提供理论基础。 文章首先引用了以往对MOS结构氧化层陷阱电荷密度的实验测量方法，但指出该方法存在一些假设和计算问题。因此，本研究以MIS结构为研究对象，对这些局限性进行了深入探讨和改进。 文章的原理部分详细解释了MIS结构的基本构成，并讨论了陷阱电荷的动态行为。陷阱电荷在空间和能量上呈现连续分布，它们可以通过量子隧穿效应与半导体导带进行电子交换。这个过程包括电子从被占据的陷阱发射到导带（过程1）和未被占据的陷阱从导带俘获电子（过程2），这两个过程共同决定了陷阱电荷的状态变化。 通过对这些基本物理过程的数学建模，文章提供了一种新的方法来量化MIS结构绝缘层中被电子占据的陷阱总量、新产生的陷阱分布，以及近似的总陷阱数量。这为评估和改善集成电路的可靠性提供了重要的理论依据和实验工具。 关键词：MIS结构，陷阱密度，恒流应力 总结来说，这篇论文的核心内容是关于MIS结构中陷阱电荷的测量与分析，旨在通过数学和物理方法更准确地理解和解决由界面态引起的集成电路可靠性问题，对于微电子技术领域具有重要的理论和实践价值。