Dangling bonds aan het Si/SiO2-grensvlak die met een forming-gasanneal met waterstof zijn afgesloten, kunnen bij langdurig gebruik van een transistor weer grensvlaktoestanden worden. Welke combinatie van de belangrijkste oorzaak en een tegenmaatregel die is onderzocht en in sommige processen wordt toegepast, is juist?

Antwoord: B. Energie van onder meer hot carriers breekt Si-H-bindingen; anneal met deuterium in plaats van waterstof

Bij een forming-gasanneal bindt waterstof zich aan dangling bonds van silicium (Si-H) en vermindert zo de grensvlaktoestanden. Wanneer echter in het kanaal versnelde ladingsdragers met hoge energie (hot carriers) het grensvlak treffen, of wanneer langdurig spanning wordt aangelegd bij hoge temperatuur (zoals bij NBTI in pMOS), breken Si-H-bindingen, ontstaan er opnieuw grensvlaktoestanden en verschuift de drempelspanning. Het is bekend dat Si-D-bindingen, afgesloten met deuterium, een isotoop die zwaarder is dan waterstof, moeilijker door hot carriers worden gebroken; daarom is annealing in een deuteriumatmosfeer onderzocht, en het wordt in sommige productieprocessen toegepast.