通过直接栅电流测量研究PMOSFET's热载流子损伤

通过直接栅电流测量方法研究了热载流子退化和高栅压退火过程中PMOSFET's热载流子损伤的生长规律.由此,给出了热载流子引起PMOSFET's器件参数退化的准确物理解释.并证明了直接栅电流测量是一种很好的研究器件损伤生长和器件参数退化的实验方法.     

异质栅MOSFET热载流子效应的研究

异质栅MOSFET器件的栅极由具有不同功函数的两种材料拼接而成,能够提高载流子输运速度、抑制阈值电压漂移等.文中比较了异质栅MOSFET和常规MOSFET的热载流子退化特性.通过使用器件数值模拟软件MEDICI,对能有效监测热载流子效应的参数,例如电场、衬底电流和栅电流等参数进行仿真.将仿真结果与常规MOSFET对比,从抑制热载流子效应方面验证了新结构器件的高性能.     

pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

研究了在热载流子注入HCI(hot-carrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性.测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移,并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比.在这两种应力偏置条件下,pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强.由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场,使得器件特性严重退化.给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释.     

SOI NLIGBT热载流子效应研究

SOI NLIGBT中热载流子效应分别通过直流电压的应力测试、TCAD仿真和电荷泵测试三种方法进行了研究。其中,不同直流电压应力条件下测得的衬底电流Isub和导通电阻Ron用来评估因热载流子效应引起的器件退化程度。为了进行理论分析,对器件内部的电场强度和碰撞离化率也进行了仿真。测试得到的电荷泵电流直接验证了器件表面的损伤程度。最后讨论了SOI LIGBT在不同栅压条件下的退化机制。     

深亚微米NMOSFETs总剂量辐射与热载流子效应研究

本文对深亚微米器件的总剂量辐射与热载流子效应进行了对比试验研究。结果表明虽然总剂量与热载流子效应在损伤原理上存在相似的地方,但两种损伤的表现形式存在明显差异。总剂量辐射损伤主要增加了器件的关态泄漏电流,而热载流子损伤最显著的特点是跨导与输出特性曲线降低。分析认为,STI隔离区辐射感生氧化物正电荷形成的电流泄漏通道是造成总剂量辐射后电流增长的根源,而栅氧化层的氧化物负电荷与栅界面态的形成是造成热载流子退化的原因。因此,对二者进行加固时应侧重于不同的方面。     

不同HALO掺杂剂量的超薄栅pMOSFET的退化

研究了热载流子应力下栅厚为2.1nm,栅长为0.135μm的pMOSFET中HALO掺杂剂量与器件的退化机制和参数退化的关系.实验发现,器件的退化机制对HALO掺杂剂量的改变不敏感,但是器件的线性漏电流、饱和漏电流、最大跨导的退化随着HALO掺杂剂量的增加而增加.实验同时发现,器件参数的退化不仅与载流子迁移率的退化、漏串联电阻增大有关,而且与阈值电压的退化和应力前阈值电压有关.     

DC应力n-MOSFET热载流子退化的1/f噪声特性

研究了DC应力n.MOSFET热载流子退化的Sfγ噪声参量.提出了用噪声参数和Sfγ表征高、中、低三种栅应力下n-MOSFET抗热载流子损伤能力的方法.进行了高、中、低三种栅压DC应力下热载流子退化实验.实验结果和本文模型符合较好.     

不同HALO掺杂剂量的超薄栅pMOSFET的退化

研究了热载流子应力下栅厚为2 .1nm ,栅长为0 .135μm的p MOSFET中HAL O掺杂剂量与器件的退化机制和参数退化的关系.实验发现,器件的退化机制对HAL O掺杂剂量的改变不敏感,但是器件的线性漏电流、饱和漏电流、最大跨导的退化随着HAL O掺杂剂量的增加而增加.实验同时发现,器件参数的退化不仅与载流子迁移率的退化、漏串联电阻增大有关,而且与阈值电压的退化和应力前阈值电压有关.     

DC应力n-MOSFET热载流子退化的1/f噪声特性

研究了DC应力n.MOSFET热载流子退化的Sfγ噪声参量.提出了用噪声参数和Sfγ表征高、中、低三种栅应力下n-MOSFET抗热载流子损伤能力的方法.进行了高、中、低三种栅压DC应力下热载流子退化实验.实验结果和本文模型符合较好.     

pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

研究了在热载流子注入HCI(hotcarrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性．测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移，并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比．在这两种应力偏置条件下，pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强．由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场，使得器件特性严重退化．给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释．     

SOI工艺下NMOS管的热载流子效应研究

摘要：本文研究了SOI工艺下环形栅NMOS和双边栅NMOS（H型栅NMOS、T型栅NMOS和普通条形栅NMOS）的热载流子效应。基于热载流子退化的化学反应方程式和一种与器件几何结构相关的反应扩散方程,提出了环形栅NMOS和双边栅NMOS的热载流子退化模型。根据此模型得出,热载流子退化的时间指数与NMOS的栅结构密切相关,且环形栅NMOS与双边栅NMOS相比,热载流子退化更加严重。通过对0.5 PD SOI 工艺下这几种不同栅结构的NMOS管的设计、流片和热载流子试验,验证了结论。     

深亚微米MOS器件的热载流子效应

对深亚微米器件中热载流子效应 (HCE)进行了研究 .还研究了沟道热载流子的产生和注入以及与器件工作在高栅压、中栅压和低栅压三种典型的偏置条件的关系 .在分析热载流子失效机理的基础上 ,讨论了热载流子效应对电路性能的影响 .提出影响晶体管热载流子效应的因素有 :晶体管的几何尺寸、开关频率、负载电容、输入速率及晶体管在电路中的位置 .通过对这些失效因素的研究并通过一定的再设计手段 ,可以减少热载流子效应导致的器件退化 .     

深亚微米MOS器件的热载流子效应

对深亚微米器件中热载流子效应(HCE)进行了研究.还研究了沟道热载流子的产生和注入以及与器件工作在高栅压、中栅压和低栅压三种典型的偏置条件的关系.在分析热载流子失效机理的基础上,讨论了热载流子效应对电路性能的影响.提出影响晶体管热载流子效应的因素有:晶体管的几何尺寸、开关频率、负载电容、输入速率及晶体管在电路中的位置.通过对这些失效因素的研究并通过一定的再设计手段,可以减少热载流子效应导致的器件退化.     

深亚微米MOS器件的热载流子效应

对深亚微米器件中热载流子效应(HCE)进行了研究.还研究了沟道热载流子的产生和注入以及与器件工作在高栅压、中栅压和低栅压三种典型的偏置条件的关系.在分析热载流子失效机理的基础上,讨论了热载流子效应对电路性能的影响.提出影响晶体管热载流子效应的因素有:晶体管的几何尺寸、开关频率、负载电容、输入速率及晶体管在电路中的位置.通过对这些失效因素的研究并通过一定的再设计手段,可以减少热载流子效应导致的器件退化.     

在Vg=Vd/2应力模式下2.5nm氧化层pMOSFETs的新寿命预测模型

研究了2 .5 nm超薄栅短沟p MOSFETs在Vg=Vd/ 2应力模式下的热载流子退化机制及寿命预测模型.栅电流由四部分组成:直接隧穿电流、沟道热空穴、一次碰撞电离产生的电子注入、二次碰撞电离产生的空穴注入.器件退化主要是由一次碰撞产生的电子和二次碰撞产生的空穴复合引起.假设器件寿命反比于能够越过Si- Si O2 界面势垒的二次碰撞产生的二次空穴数目,在此基础上提出了一个新的模型并在实验中得到验证.     

在Vg=Vd/2应力模式下2.5nm氧化层pMOSFETs的新寿命预测模型

研究了2.5nm超薄栅短沟pMOSFETs在Vg=Vd/2应力模式下的热载流子退化机制及寿命预测模型.栅电流由四部分组成:直接隧穿电流、沟道热空穴、一次碰撞电离产生的电子注入、二次碰撞电离产生的空穴注入.器件退化主要是由一次碰撞产生的电子和二次碰撞产生的空穴复合引起.假设器件寿命反比于能够越过Si-SiO2界面势垒的二次碰撞产生的二次空穴数目,在此基础上提出了一个新的模型并在实验中得到验证.     

脉冲应力增强的NMOSFET's热载流子效应研究

 本文研究了交流应力下的热载流子效应,主要讨论了脉冲应力条件下的热空穴热电子交替注入对NMOSFET's的退化产生的影响.在脉冲应力下,阈值电压和跨导的退化增强.NMOSFET's在热空穴注入后,热电子随后注入时,会有大的退化量,这可以用中性电子陷阱模型和脉冲应力条件下热载流子注入引起的栅氧化层退化来解释.本文还定量分析研究了NMOSFET's退化与脉冲延迟时间和脉冲频率的关系,并且给出了详细的解释.在脉冲应力条件下,器件的热载流子退化是由低栅压下注入的热空穴和高栅压下热电子共同作用的结果.     

Halo注入角度对热载流子效应的影响及优化

通过模拟和实验研究了不同的halo注入角度的NMOSFET,研究发现halo的注入角度越大,热载流子效应的退化越严重。考虑到由于热载流子的注入造成栅氧化层损伤,使器件可靠性变差,halo注入时应该采用小的倾角注入。     

热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱的正向栅控二极管技术表征

本文完成了热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱正向栅控二极管技术表征的实验研究 .正向栅控二极管技术简单、准确 ,可以直接测得热载流子诱生的平均界面陷阱密度 ,从而表征器件的抗热载流子特性 .实验结果表明 :通过体接触方式测得的MOSFET/SOI栅控二极管R G电流峰可以直接给出诱生的界面陷阱密度 .抽取出来的热载流子诱生界面陷阱密度与累积应力时间呈幂指数关系 ,指数因子约为 0 787     

脉冲应力增强的NMOSFET′s热载流子效应研究

本文研究了交流应力下的热载流子效应 ,主要讨论了脉冲应力条件下的热空穴热电子交替注入对NMOSFET′s的退化产生的影响 .在脉冲应力下 ,阈值电压和跨导的退化增强 .NMOSFET′s在热空穴注入后 ,热电子随后注入时 ,会有大的退化量 ,这可以用中性电子陷阱模型和脉冲应力条件下热载流子注入引起的栅氧化层退化来解释 .本文还定量分析研究了NMOSFET′s退化与脉冲延迟时间和脉冲频率的关系 ,并且给出了详细的解释 .在脉冲应力条件下 ,器件的热载流子退化是由低栅压下注入的热空穴和高栅压下热电子共同作用的结果