张 阳，王党会，郑俊娜

（西安石油大学材料科学与工程学院，西安710065）

1 引言

数十年来，单位集成电路上可容纳的晶体管数目一直较为严格地遵循摩尔定律[1]，实现了高密度、低价格、高速度和低功率的超大规模集成电路（Ultra Large Scale Integration，ULSI）系统。如今，数十亿晶体管级别的处理器已经广泛地实现了商用化。最先进的工艺制程已接近3 nm，实际量产的工艺器件集中于7 nm和14 nm[2]。在尺寸不断减小、集成度不断提高、功耗不断降低的情况下，如何保持并提高器件的性能已经成为业界普遍关心的问题之一[3-5]。

作为一种广泛使用的场效应晶体管，金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）的等比例缩小引起了研究人员的关注。众所周知，当MOSFET器件的特征尺寸降低到纳米级，并接近其物理极限时，会引起一系列的可靠性问题[6-8]，如短沟道效应（Short Channel Effect，SCE）、栅极隧穿效应、热载流子注入效应[9]（Hot Carrier Injection，HCI）、漏极诱生势垒降低效应（Drain Induction Barrier Lower，DIBL）等。这些缺陷会降低器件的性能，引发的可靠性问题阻碍了摩尔定律的延续。

MOSFET器件的可靠性问题与其栅极界面处的缺陷密度密切相关，需要采用恰当的表征方法来确定器件的缺陷类型和缺陷密度。目前，电学测量法是栅极氧化层缺陷密度和界面态陷阱密度的常用表征方法，包括电导法、电荷泵浦法和电容-电压法等[10-12]。与电学表征法形成鲜明对比，低频噪声法能更加灵敏地表征缺陷类型和噪声起源[13]。近年来，低频噪声法以其高度的灵敏性和无损性，越来越受到重视。

对于MOSFET而言，当器件开始导通时，沟道中载流子迁移率涨落/载流子数涨落成为低频噪声的起源，能够反映载流子迁移率等输运行为。……