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SOISONOSEEPROM总剂量辐照阈值退化机理研究
随着集成电路技术的不断发展，SOI(Silicon-On-Insulator)技术正在被越来越多地应用于各种类型的集成电路。其中，SOISONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-onlyMemory)是一种非常有前途的物理介质存储器，应用前景非常广阔。然而，随着SOISONOSEEPROM的使用时间和环境因素的影响，其总剂量辐照阈值将会发生退化，这将会对SOISONOSEEPROM的性能和可靠性产生严重影响。因此，本文将对SOISONOSEEPROM总剂量辐照阈值退化机理进行研究，以期提高SOISONOSEEPROM的性能和可靠性。
首先，我们来了解一下SOISONOSEEPROM的基本结构。SOISONOSEEPROM由垂直于硅衬底的N沟道隧穿栅(N-channelTunnelingField-EffectTransistor,N-TFET)和由一层氧化物、一层氮化物和两层氧化物依次构成的SONOS结构组成。当N-TFET导通时，通过在SONOS结构中施加电场来引起电子在氮化物中的隧穿，从而实现信息的写入。在擦除时，通过在SONOS结构中施加适当的电压来清除氮化物层中的电子，从而实现信息的擦除和重写。
然而，SOISONOSEEPROM总剂量辐照阈值退化问题的出现，主要是由于某些物理过程的影响。总剂量辐照是指在长时间内，芯片暴露在高能粒子束中的过程。这些粒子将会在芯片中形成大量的电离损伤，从而导致芯片中的物理和电学特性发生变化。例如，电阻率和电场强度的变化，将会导致SOISONOSEEPROM的性能和可靠性发生变化。
在SOISONOSEEPROM中，总剂量辐照会导致氮化物层中的氧化物质量降低，从而导致阈值电压的变化。在总剂量辐照中，能量高的带电粒子将会穿透上层氧化物层和氮化物层，直到达到下层氧化物层和硅衬底。这些电离粒子的作用将会导致氮化物层中的氧化物质量降低，从而降低SOISONOSEEPROM的阈值电压。此外，总剂量辐照过程中还会产生金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)结构的反向电压效应，从而导致阈值电压的变化。
为了解决SOISONOSEEPROM总剂量辐照阈值退化问题，我们需要采取一系列措施。首先，通过采用适当的氮化物厚度和硅衬底掺杂浓度来优化SOISONOSEEPROM的结构，在一定程度上减少总剂量辐照的影响。其次，可以采用厚氧化物层来防止电离粒子穿透氮化物层，并减少氮化物层中的氧化物缺陷。此外，可以通过采用特殊的材料和工艺来减少电离粒子对SOISONOSEEPROM的影响。
综上，SOISONOSEEPROM总剂量辐照阈值退化问题是一项需要解决的关键技术难题。通过对其退化机理的深入研究，我们可以采取有效的措施，提高SOISONOSEEPROM的性能和可靠性。