emmiobirch原理及應用(編輯修改稿)
2025-06-03 18:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)一個擴散長度內(nèi)的注入載流子從導帶到價帶的復合所產(chǎn)生。因此其光譜中強度峰值處于硅的禁帶寬度（ ， 1100nm）處。 pn結(jié) 正向偏置 時，發(fā)光的空間分布相對均勻，下圖是正向偏置的 pn結(jié)的發(fā)光原理示意圖和實際 EMMI相片： pn結(jié)及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的發(fā)光機制 Latchup of CMOS device 閂鎖是 CMOS電路中的一種失效機制。當發(fā)生閂鎖時，兩個寄生晶體管的發(fā)射結(jié)都正偏，在寄生晶體管中流過很大的電流，從而產(chǎn)生發(fā)光。這時的結(jié)電流主要是耗盡區(qū)中注入載流子的復合。 閂鎖發(fā)生時 ，器件發(fā)光的區(qū)域很大，下圖是閂鎖的發(fā)光原理示意圖和實際 EMMI相片： Current leakage at reversed biased PN junction Type B： 加速載流子發(fā)光，即在局部的強場作用下產(chǎn)生的高速載流子與晶格原子發(fā)生碰撞離化，發(fā)射出光子；（如反偏結(jié)、局部高電流密度、熱載流子發(fā)光等） 反偏 pn結(jié)的發(fā)光原理是隧穿產(chǎn)生的電子和價帶中空穴的復合或者是雪崩產(chǎn)生的電子空穴對的復合。所發(fā)射的光子的能量可以大于禁帶能量。其光譜在可見光范圍內(nèi)有一個寬的分布（ 6501050 nm ）。只有當反偏 pn結(jié)已經(jīng)擊穿，或者結(jié)上存在缺陷而產(chǎn)生漏電時，反偏 pn結(jié)發(fā)的光才能被探測到。 pn結(jié)及其發(fā)光機制 下圖是反向偏置的 pn結(jié)發(fā)光原理示意圖和實際 EMMI相片。當 pn結(jié)反偏至雪崩擊穿后，首先在局部觀察到明亮的發(fā)光點。表明對應位置有更高的電場強度。當反偏電壓增加時，發(fā)光強度和發(fā)光區(qū)的面積都增大，直到整個結(jié)區(qū)都發(fā)光。 Micro plasma leakage at oxide layer 柵氧化層缺陷是顯微鏡發(fā)光技術(shù)定位的最重要的失效之一。但薄氧化層擊穿不一定會產(chǎn)生空間電荷區(qū)，特別是多晶硅和阱的摻雜類型相同時。它發(fā)光的解釋是：電流密度足夠高，在失效區(qū)產(chǎn)生電壓降。這一電壓降導致了發(fā)光顯微鏡光譜區(qū)內(nèi)的場加速載流子散射發(fā)光。 下圖是反向偏置的 pn結(jié)發(fā)光原理示意圖和實際 EMMI相片（柵氧擊穿 GOI short loop） 一些發(fā)光點不穩(wěn)定，在一段時間內(nèi)消失掉。這是因為高的局部電流密度熔化了擊穿區(qū)，擴大了擊穿區(qū)使電流密度下降。 Hot electrons MOSFET在工作時會發(fā)射波長范圍較廣的光子。這一發(fā)光現(xiàn)象和熱載流子有關(guān)。流過 MOS晶體管反型溝道的電流并不產(chǎn)生發(fā)光。只有在飽和時，電流通過空間電荷區(qū)從夾斷區(qū)到達漏極。發(fā)光正比于襯底偏置和襯底電流。這意味著顯微發(fā)光信號正比于空間電荷區(qū)的載流子倍增。夾斷區(qū)中倍增產(chǎn)生的載流子一部分參透到柵氧化層成為熱載流子。 熱載流子是被 MOS晶體管漏端的局部溝道電場加熱而具有高能量的導帶電子和價帶空穴。 到目前為止，熱載流子發(fā)光現(xiàn)象背后的真實機制仍是一個研究和討論的很多的領域。
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