溝道熱電子注入效應

溝道熱電子注入效應,也稱為溝道雪崩注入效應,是溝道中部分高能量的熱電子往柵氧化層注入的一種現象。

現象:溝道熱電子注入(Channel hot electron injection,CHE)效應是小尺寸MOSFET中熱電子所呈現出的一種現象,也稱為溝道雪崩注入效應,即是溝道中部分高能量的熱電子往柵氧化層注入的一種現象。
產生的原理:因為當溝道中電場很強時, 由於漏結雪崩擊穿溝道雪崩擊穿倍增出的載流子, 若在兩次碰撞之間積累起的能量足以跨越Si-SiO2界面勢壘 (電子勢壘=3.15eV, 空穴勢壘=3.8eV),則這些熱載流子(同時若獲得縱向的動量的話)就有可能注入到柵氧化層中去 (因為電子與空穴的平均自由程不同,則電子注入的幾率要比空穴高3個數量級)。一般,p-溝器件的雪崩注入現象要強於n-溝器件(因p-溝器件的漏極電位對電子注入起著促進作用,而對空穴注入起著抑制作用)。
影響:這種效應將使得源-漏擊穿特性發生蠕變 (Walk-out),擊穿時電流越大, 注入到柵氧化層的電荷越多, 蠕變就越快。這種效應可導致器件發生所謂熱電子退化而失效;但是也可以利用這種效應來實現新型功能的器件,例如浮置柵雪崩注入MOS(FAMOS)和疊柵雪崩注入MOS (SAMOS) 等存儲器件,並且還製成了可擦除、可程式的唯讀存儲器(EPROM) 等。

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