随机掺杂波动引起纳米MOSFET漏电流失配模型

当MOS集成电路进入纳米特征尺寸,随机掺杂波动对集成电路性能至关重要,因此实现适应纳米工艺的MOSFET电流失配模型以早期预测器件性能显得十分迫切。本文研究了随机掺杂波动引起的阈值电压和有效迁移率变化的表达式,并应用一个经过改进的适用于65纳米工艺ALPHA律平均电流模型,通过HSPICE仿真的数据拟合并提取相关工艺参数,应用偏离传递公式实现了随机掺杂波动引起的MOSFET漏电流失配模型。在测试条件下,该失配模型计算的标准差与HSPICE的100次蒙特-卡罗仿真结果相比显示相对误差平均值为0.24%,相对标准差为0.22%。表明该失配模型有效分析了随机掺杂波动引起的物理传导机制,简单又能保证精度。     

多指版图结构对纳米MOSFET阈值特性的影响分析

针对纳米级工艺多指栅MOS晶体管的不同版图结构及其阈值波动的相关特性进行分析和研究。通过将基于Fujitsu 90nm工艺的三种不同版图结构实现的N型多指栅MOSFET器件阈值电压VTH作为工艺波动的研究对象,运用多元非线性回归算法对测试芯片进行系统工艺波动与随机工艺波动的提取和分析,并对与尺寸、版图结构相关的随机工艺波动特性进行了评估。测试结果表明三种版图结构中有源区共有结构具有最佳的电流驱动特性,有源区隔离结构抑制系统波动能力最优,折叠栅结构具有同尺寸器件较低的阈值电压并可以最有效地抑制随机工艺波动。     

考虑工艺波动的互连串扰的峰值统计模型

随着集成电路特征尺寸的不断减小,互连线的串扰噪声对工艺波动的灵敏度也在相应增加。通过分析互连几何参数波动对互连寄生参数的影响,得到其近似的函数关系表达式,在此基础上建立了考虑工艺波动的串扰噪声的统计模型。利用该模型可以得到互连串扰噪声均值和标准差的解析表达式。计算结果表明：和HSPICE相比,该方法在确保计算精度的前提下大大缩短了计算时间,在超大规模集成电路互连信号完整性的分析和优化中具有一定的应用前景。     

金属功函数波动效应快速预测方法及验证

金属功函数波动作为器件制造过程中的主要工艺波动源之一,其波动变化对器件电学特性有极大的影响。本文提出一种简便、快速预测半导体场效应管金属功函数波动效应的方法,并将其与商业软件中计算功函数波动的统计阻抗场法进行对比分析。参考IBM公司发布的14 nm SOI FinFET结构建立FinFET器件仿真模型并与实验数据对比验证后,引入金属功函数波动,分别用统计阻抗场法与本文提出的快速预测方法计算得到对应随机波动下模型的阈值电压V_th、关断电流I_off、工作电流I_on等电学特性参数的随机分布及这些参数结果的期望值、标准差、极差等统计参数,通过两者结果对比验证了快速预测方法的准确性。     

300 V IGBT的设计

为了设计一款300 V IGBT,从理论分析了IGBT各工艺参数与器件主要性能之间的关系.并利用Tsuprem4和Medici软件,重点研究了器件工艺参数对器件击穿电压、阈值电压的影响,同时分析了IGBT器件的开关特性及其影响因素,最终得到了兼容CMOS工艺的300 V IGBT的最佳结构、工艺参数.通过计算机模拟得知,该器件的关态和开态的击穿电压都达到了要求,阈值电压为2V,而且兼容目前国内的CMOS工艺,可以很好地应用于各种高压功率集成电路.     

ZnO纳米棒掺杂液晶的阈值电压现象

采用ZnO纳米棒在单侧PVA层掺杂,我们在不同方向的直流电压下测到了液晶盒不同的阈值电压。实验中采用的ZnO纳米棒长度和直径分别大约为180nm和20nm。当ZnO掺杂在靠近正极一侧时,液晶盒阈值电压与不掺杂时相比升高;当ZnO掺杂在负极一侧时,液晶盒阈值电压与不掺杂时相比降低。上述实验结果可以由内建电场模型解释。另外,我们在低频交流电压下还观察到了一种共振现象。     

不同工艺制备的GaAs MESFET阈值电压均匀性研究

分别采用离子注入隔离凹栅工艺、自隔离平面工艺、离子注入隔离平面工艺在非掺杂半绝缘GaAs衬底上制备MESFET,对三种工艺制备的MESFET的阈值电压均匀性进行了研究。结果表明,器件工艺对MESFET阈值电压有一定的影响,开展GaAs MESFET阈值电压均匀性研究应采用适宜的工艺,以尽可能减少工艺引起的偏差。     

38 nm NAND闪存可靠性评估关键问题研究

通过提取阈值电压变化,研究了温度、连续读操作和α粒子辐射三种应力因子对38 nm SLC NAND闪存产品的可靠性影响。结果表明,温度和α粒子引起阈值电压的退化呈幂数规律,连续读操作则仅造成随机波动;低温(75 ℃)时,数据保持时间偏离激活能曲线的原因可能源于隧穿氧化层中的氟离子;单个存储单元晶体管级别的读噪声相比芯片整体更大。α粒子辐射可以诱发低水平的软错误几率。该研究结果为产品可靠性计划的制定和改善提供了重要依据。     

不同工艺制备的GaAs MESFET阈值电压均匀性研究

分别采用离子注入隔离凹栅工艺、自隔离平面工艺、离子注入隔离平面工艺在非掺杂半绝缘 Ga As衬底上制备 MESFET,对三种工艺制备的 MESFET的阈值电压均匀性进行了研究。结果表明 ,器件工艺对 MESFET阈值电压有一定的影响 ,开展 Ga As MESFET阈值电压均匀性研究应采用适宜的工艺 ,以尽可能减少工艺引起的偏差。     

应变Si调制掺杂NMOSFET电子面密度模型

应变Si(Strain Si)调制掺杂NMOSFET量子阱沟道中电子面密度直接影响器件的开关特性.本文通过求解泊松方程,建立了应变Si调制掺杂NMOSFET量子阱沟道静态电子面密度模型,并据此建立了器件阈值电压模型,利用MATLAB软件对该模型进行了数值分析.讨论了器件结构中δ-掺杂层杂质浓度和间隔层厚度与电子面密度和阈值电压的关系,分析了器件几何结构参数和材料物理参数对器件量子阱沟道静态电子面密度和阈值电压的影响.随着δ-掺杂层杂质浓度的减小和间隔层厚度的增加,量子阱沟道中电子面密度减小,阈值电压绝对值减小.