衬底负偏置对FLASH器件耐久性退化的影响

研究了ETOXTM结构FLASH memory单元器件在VFG≈VD/2的热载流子写入应力条件下,衬底负偏置对单元器件耐久性退化的影响.结果表明:在既定的栅、漏偏置条件下,随着衬底负偏置的增加,器件耐久性退化会出现极小值.综合考虑了器件耐久性退化以及写入效率两方面的要求以后,确定了在VFG≈VD/2热载流子写入应力模式下,FLASH memory单元器件具有增强写入效率以及最小耐久性退化的最佳衬底负偏置条件.     

基于类渗流导电的超薄栅氧化层软击穿后的电流模拟

研究了超薄栅氧化层(≤3.0nm)软击穿(soft breakdown,SBD)后的栅电流和衬底电流特性.提出了一个基于类渗流导电的SBD后栅电流和衬底电流的解析公式--类渗流导电公式.该公式能够在较大的电压范围(-4～ 3V)模拟氧化层SBD后的栅电流和衬底电流的电流-电压特性,为超薄栅氧化层可靠性的研究提供了一个较为简便的公式.     

开态热载流子应力下的n-MOSFETs的氧化层厚度效应

在最大衬底电流条件下(Vg=Vd/2),研究了不同氧化层厚度的表面沟道n-MOSFETs在热载流子应力下的退化.结果表明, Hu的寿命预测模型的两个关键参数m与n氧化层厚度有着密切关系.此外,和有着线性关系,尽管不同的氧化层厚度会引起不同的模型参数,但是如果对于不同厚度的氧化层,采用不同的m与n,Hu的模型仍然成立.在这个结果的基础上,Hu的寿命预测模型能用于更薄的氧化层.     

利用直接隧穿弛豫谱技术对超薄栅MOS结构中栅缺陷的研究

给出了超薄栅MOS结构中直接隧穿弛豫谱(DTRS)技术的细节描述,同时在超薄栅氧化层(＜3nm)中给出了该技术的具体应用.通过该技术,超薄栅氧化层中明显的双峰现象被发现,这意味着在栅氧化层退化过程中存在着两种陷阱.更进一步的研究发现,直接隧穿应力下超薄栅氧化层(＜3nm)中的界面/氧化层陷阱的密度以及俘获截面小于FN 应力下厚氧化层(＞4nm)中界面/氧化层陷阱的密度和俘获截面,同时发现超薄氧化层中氧化层陷阱的矩心更靠近阳极界面.     

超薄栅n-MOSFETs热载流子寿命预测模型

对氧化层厚度为4和5nm的n-MOSFETs进行了沟道热载流子应力加速寿命实验,研究了饱和漏电流在热载流子应力下的退化.在饱和漏电流退化特性的基础上提出了电子流量模型,此模型适用于氧化层厚度为4 5nm或更薄的器件.     

利用FN电流估计薄栅MOS结构栅氧化层的势垒转变区的宽度

通过数值求解整个势垒的薛定谔方程 ,发现 FN电流公式中的 B因子强烈依赖势垒的转变区的宽度 ,而 C因子则弱依赖于势垒的转变区的宽度 .给出了一种利用 WKB近似所得的处理电子隧穿存在转变区势垒的过程 ,并得到一个 FN电流的分析表达式 .它可用来估计薄栅 MOS结构的栅氧化层的势垒转变区的宽度 .在转变区的宽度小于 1nm时 ,它与数值求解薛定谔方程的结果吻合得很好 ,表明该方法可以用来估计势垒转变区的宽度 .实验的结果表明 B因子随温度有较大的变化 ,这个结果验证了该方法的部分预测结果     

超薄栅MOS结构恒压应力下的直接隧穿弛豫谱

随着器件尺寸的迅速减小,直接隧穿电流将代替FN电流而成为影响器件可靠性的主要因素.根据比例差值算符理论和弛豫谱技术,针对直接隧穿应力下超薄栅MOS结构提出了一种新的弛豫谱--恒压应力下的直接隧穿弛豫谱(DTRS).该弛豫谱保持了原有弛豫谱技术直接、快速和方便的优点,能够分离和表征超薄栅MOS结构不同氧化层陷阱,提取氧化层陷阱的产生/俘获截面、陷阱密度等陷阱参数.直接隧穿弛豫谱主要用于研究直接隧穿注入的情况下超薄栅MOS结构中陷阱的产生和复合,为超薄栅MOS结构的可靠性研究提供了一强有力工具.     

粗糙界面对超薄栅MOS结构的直接隧穿电流的影响

研究了粗糙界面对电子隧穿超薄栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管的氧化层的影响.对于栅厚为3nm的超薄栅MOS结构的界面用高斯粗糙面进行模拟来获取界面粗糙度对直接隧穿电流的影响,数值模拟的结果表明:界面粗糙度对电子的直接隧穿有较大的影响,且直接隧穿电流随界面的粗糙度增加而增大,界面粗糙度对电子的直接隧穿的影响随着外加电压的增加而减小.     

利用FN振荡电流测量薄栅MOS结构栅氧化层中隧穿电子的有效质量

给出了一种利用FN振荡电流的极值,测量电子在薄栅MOS结构的栅氧化层中的平均有效质量方法.利用波的干涉方法来处理电子隧穿势垒的过程,方便地获得了出现极值时外加电压和电子的有效质量之间的分析表达式.用干涉方法计算所得到的隧穿电子在不同的MOS结构的二氧化硅介质层中的有效质量表明:它一般在自由电子质量的0.52-0.84倍的范围.实验结果表明:电子有效质量的值不随外加电压的变化而变化,并且对于相同的MOS结构,电子可能具有相同的有效质量.     

脉冲MOS结构少子产生寿命的统一表征

本文提出了一种采用脉冲ＭＯＳ结构测量少子产生寿命的统一表征谱方法，此方法基于任何一种收敛弛豫过程均可以转换成一种衰减的指数函数的思想，应用关以样原理获得脉冲ＭＯＳ结构瞬态电容差值谱，从谱图中我们可以直接得到关于少子产生寿命信息。本文综合了众多脉冲ＭＯＳ结构测量少子产生寿命的物理模型，分析了不同模型之间的精细差别。