熱載流子注入

熱載流子注入  是固態電子器件中發生一個現象 ， 當電子或空穴獲得足夠的動能後 ， 它們就能夠突破勢壘的約束 。 這裏 “ 熱 ” 這個術語是指用來對載流子密度進行建模的有效溫度 ， 而非器件本身的溫度 。 由於載流子被束縛在金屬氧化物半導體場效電晶體的柵極電介質層中 ， 晶體管的開關性能可以被永久地改變 ， 熱載流子注入是一種可能對半導體器件可靠性產生負面影響的機制 熱載子效應的原理: 當MOSFET的通道長L很小時, 也就是short - channel 元件 此時, 靠近Drain端的橫向電場 E ≒ Vds / L 會是很大 MOSFET的通道載子, NMOS的電子或PMOS的電洞, 從Source端跑向Drain端時, 受到上述橫向電場 E的作用而獲得能量, 稱爲熱載子 ( Hot carrier ). 熱載子所獲得能量如果夠大, 將產生碰撞遊離 ( impact ionization ), 就會生成很多的電子 - 電洞對 ( electron - hole pair ). 這些電子 - 電洞對, 有些會受到Gate端電壓的吸引, 而跑入閘極氧化層裏, 變成陷井電荷 ( trapped charge ) 或固定電荷 ( fixed charge ), 或是打斷氧化層 / 矽界面上的鍵結, 形成界面態 ( interface states ); 有些是會跑入基板 ( substrate ) 端, 構成substrate電流. 種種上面提到的結果, 都會對MOSFET元件的可靠度特性產生影響, 降低其使用的壽命.