摘要 — 在现代 MOS 技术中,晶体管几何形状的不断缩小导致名义上相同的器件之间的差异性增加。为了研究此类器件的差异性和可靠性,需要测试具有统计意义的大量样本。在这项工作中,我们对导致 BTI 和 RTN 的缺陷进行了特性研究,该研究是在由数千个纳米级器件组成的定制阵列上进行的。在这种纳米级器件中,差异性和可靠性问题通常针对单个缺陷进行分析。然而,提取具有统计意义的结果需要大量的测量,这使得这种方法不可行。为了分析大量的测量数据,我们采用了由捕获和发射电荷的缺陷引起的阈值电压偏移的统计分布。这使我们能够使用以缺陷为中心的方法提取缺陷统计数据。针对各种栅极、漏极和体偏置以及两种几何形状对缺陷分布进行了表征,以验证方法并获得适合 TCAD 建模和寿命估计的统计数据。使用 TCAD 模型,我们可以推断出观察到的器件退化。最后,我们研究了体和漏极应力偏差对缺陷的影响,并观察到体偏压对器件性能下降的影响与栅极偏压相似。相比之下,对于所研究的技术,漏极偏压高达 − 0.45 V 时漏极应力似乎可以忽略不计。我们的测量结果还清楚地表明,整体 BTI 性能下降严重依赖于栅极体应力偏差,而提取的 RTN 缺陷数量似乎与应力无关。
为了确保金属污染物不会对IC器件产生不利影响,必须监测和控制晶圆表面微量金属的浓度。晶圆表面的裸硅层在暴露于大气中的氧气和水分时会迅速氧化为SiO 2 ,这层自然氧化层的厚度小于2纳米(一个SiO 2 分子)。如果IC设计中需要绝缘膜,则晶圆在O 2 或蒸汽存在下被加热到900–1200°C,从而在晶圆表面形成更厚的氧化层。这层热氧化层的厚度可达100纳米(0.1微米)。气相分解(VPD)结合ICP-MS可用于测量自然和热氧化的SiO 2 中极低浓度的微量金属。
EEPROM是一种电可擦写可编程存储器,技术成熟稳定,成本低廉,是日常生活中电子产品应用中的主流,人们使用它的场合非常多,在个人身份证、银行卡、医保卡、交通卡等与个人财产密切相关的智能卡领域,以及在通讯系统和PDA、数码相机等消费电子产品领域,都使用到EEPROM。在仪器仪表和其他嵌入式系统中,如智能流量计,通常需要保存设置参数、现场数据等信息,这就要求系统掉电时不丢失,以便下次能恢复原来设置的数据,因此需要一定容量的EEPROM。通过存储单元的浮栅管上电子的存储或释放,读出浮栅管时,存储器呈现导通或截止状态,因此会判断其逻辑值为“0”或“1”。逻辑“0”或“1”的定义根据产品的逻辑设计而有所不同。本工作设计了一个由两个晶体管组成的存储单元,NMOS管作为选择管,由字线控制,可以承受一部分高压,降低浮栅晶体管超薄氧化层被击穿的概率。本文设计的EEPROM器件模型作为存储管,可以很好地通过隧道氧化层来存储数据,实现更好的存储功能、更高的工作效率和更低的功耗。
简介。在可见光和近红外 (NIR) 范围内具有等离子体特性的金属,例如金、银和铜,可用于光学、电子、传感和其他应用,目前备受关注 [1, 2]。重要的问题是等离子体特性的稳定性,这通常会限制某些金属的使用,因为它们具有化学反应性和可能产生杂散效应。用于等离子体的最常见材料是金,它具有出色的光学性能以及抗氧化性。金在等离子体中的局限性包括其价格高昂以及与微电子技术工艺不兼容。银由于光学损耗低而表现出优异的性能,也得到了广泛应用 [3-7],但通常被认为由于化学稳定性较低而吸引力较小,因此等离子体稳定性也较低 [8]。铜是另一种具有出色光学性能的金属。与金相比,它价格低廉,在可见光和近红外范围内的光学损耗较低。铜在等离子体应用中的优势已被充分发挥,例如在超低损耗铜等离子体波导和生物传感应用中 [9-13]。铜在暴露于环境大气时容易发生相对较快的表面氧化 [14]。在正常条件下,主要产物是 Cu 2 O,CuO 的贡献很小或没有。因此,要将 Cu 膜用于等离子体应用,需要保护结构表面免受氧化引起的降解。可以通过应用 SiO 2 、Al 2 O 3 甚至石墨烯的保护壳/涂层来实现 [10, 15]。在这项工作中,我们测试了一种简单的紫外臭氧处理方法,该方法可在铜膜上快速形成一层薄氧化层。该氧化层有效地保护了铜免受随后与氧化有关的等离子体特性降解的影响,这最近已在 Cu 纳米粒子中得到证实 [16]。我们对形成的氧化层进行了复杂的分析。我们预计,本文提出的结果将作为一种简单有效的方法,用于保留薄铜膜的等离子体特性,以用于非线性光学或传感应用。样品制作。使用 NEE-4000 电子束蒸发系统中的电子束蒸发沉积厚度为 28 nm 的铜膜。在室温下,将顶部覆盖有 2 nm 厚 SiO 2 层的干净硅晶片放置在电子束蒸发器的真空室中,压力为 3×10 7 Torr。作为沉积材料,使用纯度为 99.99% 的铜颗粒。沉积速率约为 2 Å/s。在一个周期内同时制造了 8 个相同的样品。引用的铜膜“厚度”是
本研究调查了在用于气态氢输送的钢管中使用氧气作为氢脆气相抑制剂的潜力。文中介绍了在气态氢氧混合物下进行的拉伸试验结果,分析了氧气浓度、总压力和应变速率的影响。此外,还介绍了一种数值模拟模型,该模型基于非局部 Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) 模型,结合氢扩散并结合“氧化层”边界条件。这项正在进行的研究的结果表明,在输送的氢气中添加少量氧气可以提高管道的耐久性。
如果前一种效应占主导地位,则发生的现象称为微动磨损,反之亦然,发生微动疲劳。第二种现象可能更危险,因为它是许多关键部件服务故障的原因,有时甚至导致悲惨的事故。一般而言,微动损伤过程可分为三个不同的阶段,如 Hurricks [1] 所述。第一阶段涉及由于机械磨损而去除接触表面上的氧化层。在最初几个微动循环之后,氧化层已完全磨损,下面的部件材料开始粘附,从而形成微焊缝并增加摩擦系数。额外的负载循环导致微焊缝断裂,形成磨损碎片 [2]。更多的微动循环会导致表面附近发生塑性变形和微裂纹发展,进一步磨损并可能在组件材料和磨损颗粒上形成新的氧化物。这些裂纹的形成与接触边缘(即与非滑移区域的边界)的应力集中相对应。据报道,存在非扩展的微动裂纹 [3、4],这表明虽然微动可能严重影响裂纹的萌生和初始扩展,但远离接触区域的最终裂纹扩展受足够高的应力场控制,就像正常疲劳一样。微动问题与不同类型的接触密切相关 [5]:在不完全接触中,接触面积与法向载荷严格相关,而在完全接触中,应力奇异性对应于尖角引入。众所周知,摩擦完全接触中残余剪切牵引力的增加会进一步限制微动循环中的滑动 [ 6 , 7 ]。不会发生相同的效果
这项研究旨在合成由Al 2 O 3和Ta 2 O 5制成的多层氧化物薄膜用于介电应用。由两个,四个或八个氧化物层制成的多层薄膜由物理蒸气沉积合成,特别是中频脉冲的直流电流磁子溅射。薄膜由化学计量的Al 2 O 3和Ta 2 O 5层制成,该层具有从扫描电子显微镜(SEM)获得的横截面图像中观察到的特定形态。Al 2 O 3层具有柱状结构,而TA 2 O 5层均匀致密。X射线衍射(XRD)特征表明,由于磁控溅射过程中使用的实验条件,尤其是底物的低温,这些氧化层的结晶度非常有限。
区域(2.5-25 毫米)。这将有助于实现适当的光谱选择性(a/e),这是评价 SSA 组成材料的参数。4 第二个要求是它的工作温度。事实上,目前 SSA 的最大工作温度限制在 600 1 C,因为超过此温度其组件就会退化。5 这严重限制了 CSP 对太阳辐射光热转换的充分利用。更高的工作温度(通常为 900 1 C )将提高发电系统的热电转换效率,而该效率受卡诺效率的限制;Zc=1Tc/Th,其中 Th 是工作温度,Tc 是环境温度6,6 从而提高了 SSA 的效率。碳化硅 (SiC) 为高温应用提供了独特的特性,可与其他 CSP 系统的工作条件兼容。 7 它重量轻,导热系数高,抗热震性能优良,强度高,氧化时能形成钝化氧化层,具有抗氧化性能,热稳定性可达B 1400 1 C。7-9
区域(2.5-25 毫米)。这将有助于实现适当的光谱选择性(a/e),这是评价 SSA 组成材料的参数。4 第二个要求是它的工作温度。事实上,目前 SSA 的最大工作温度限制在 600 1 C,因为超过此温度其组件就会退化。5 这严重限制了 CSP 对太阳辐射光热转换的充分利用。更高的工作温度(通常为 900 1 C )将提高发电系统的热电转换效率,而该效率受卡诺效率的限制;Zc=1Tc/Th,其中 Th 是工作温度,Tc 是环境温度6,6 从而提高了 SSA 的效率。碳化硅 (SiC) 为高温应用提供了独特的特性,可与其他 CSP 系统的工作条件兼容。 7 它重量轻,导热系数高,抗热震性能优良,强度高,氧化时能形成钝化氧化层,具有抗氧化性能,热稳定性可达B 1400 1 C。7-9
在回收铝屑时,氧化铝层会产生很大的问题,限制铝金属在相邻屑之间的结合。多位研究人员 [9,27,29,30] 报告称,如果氧化铝层破裂并分散在基质中,则回收材料的屈服强度、抗拉强度和显微硬度会提高,因为会形成由铝和氧化铝颗粒组成的复合材料。然而,他们也观察到这种回收铝复合材料的塑性显著下降。然而,其他作者 [18] 观察到氧化物会刺激空腔成核,从而产生过早断裂,随着氧化物含量的增加,材料的伸长率会降低。此外,他们指出,氧化物的浓度对回收材料的机械性能影响较小 [13,31],这与之前提出的观点相矛盾。总体而言,就屑片之间的结合而言,无论是液体还是固体回收屑的方法,氧化层始终被视为一道屏障。