Resumen de Degradacion y ruptura del sio2 en estructuras metal-oxido-semiconductor
Jorge Francisco Suñe Tarruella
La ruptura dielectrica del oxido de puerta en transistores mos es uno de los principales fenomenos que reducen la fiabilidad de los dispositivos integrados en tecnologias vlsi. En este trabajo se presenta un modelo general que permite el estudio de la ruptura de capas delgadas de sio2 en las condiciones normales de operacion de los circuitos integrados. Se ha demostrado que la ruptura es un proceso que tiene lugar en dos etapas. Cuando se somete la estructura mos a un estres electrico, se provoca la inyeccion de electrones en la banda de conduccion del sio2. La energia que dichos electrones ganan al ser acelerados por el campo electrico se disipa mediante choques con fonones. Parte de la energia disipada se emplea en degradar progresivamente la estructura microscopica del oxido hasta que se dispara un segundo mecanismo de conduccion que provoca la ruptura. El principal efecto de la degradacion consiste en la generacion de trampas neutras para electrones, cuyo llenado parcial obliga a modificar continuamente las condiciones externas de estres electrico. En el marco del modelo presentado, se ha explicado la evolucion de las condiciones de estres bajo cualquier tipo de estres electrico, se ha establecido una relacion directa entre cualquier tipo de estres de forma que los parametros considerados son siempre los mismos, se ha determinado la dependencia del tiempo medio de ruptura con la corriente y la tension aplicadas. Asimismo, aplicando el modelo a nivel local, hemos explicado las distribuciones estadisticas de tiempos de ruptura que aparecen como consecuencia de que la ruptura es un fenomeno local. Por ultimo, se ha presentado un estudio de la conduccion de post-ruptura con el fin de determinar que mecanismo dispara la ruptura.
