恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性．软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定．发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大．用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系．利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系．     

恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性.软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定.发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大.用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系.利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系.     

金属沾污对超薄栅氧(2.5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序,最大金属表面浓度控制在1012cm-2数量级,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度.利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应.研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响.实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响.     

用DTPDO研究超薄栅氧化层的诱生缺陷

应用直接隧道比例差分(DTPDO)谱技术研究了深亚微米MOS器件超薄栅氧化层的应力诱生缺陷。实验结果发现超薄栅氧化层直接隧道栅电流的比例差分谱存在明显的三个谱峰。这意味着在超薄栅氧化层退化的过程中有三种氧化层高场诱生缺陷共存。研究结果表明,三种缺陷的饱和缺陷密度均随着应力电压和应力温度的增加而增加。三种缺陷的特征产生时间常数与器件的实验温度、所加的应力电压和氧化层的失效时间相关。     

金属沾污对超薄栅氧(2. 5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序 ,最大金属表面浓度控制在 10 1 2 cm- 2数量级 ,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度 .利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应 .研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响 .实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害 ;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象 ,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响 .     

薄栅介质TDDB效应

在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性,研究了TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)的可靠性表征方法.对相关击穿电荷量QBD进行了实验测试和分析.结果表明:相关击穿电荷量QBD除了与氧化层质量有关外,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关.对相关系数进行了拟合,给出了QBD的解析表达式.按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致.提出了薄栅介质TDDB效应的表征新方法.     

薄栅介质TDDB效应

在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性 ,研究了 TDDB(Tim e Dependent DielectricBreakdown)的可靠性表征方法 .对相关击穿电荷量 QBD进行了实验测试和分析 .结果表明 :相关击穿电荷量 QBD除了与氧化层质量有关外 ,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关 .对相关系数进行了拟合 ,给出了 QBD的解析表达式 .按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致 .提出了薄栅介质 TDDB效应的表征新方法     

超薄SiO2软击穿后I-V特性的饱和性质

利用电子速度饱和概念和比例差值方法(proportional difference operator,PDO)研究了超薄SiO2在第一次软击穿以后栅电流随着栅电压的变化所呈现的饱和性质.实验证明了第一次软击穿以后栅电流随着栅电压变化的PDO谱峰位、峰高与电子在第一次软击穿通道中运动的饱和速度及饱和电流密度相关.基于缺陷散射机制,得到的第一次软击穿通道的横截面积与文献报导的结果一致.     

超薄SiO2软击穿后I-V特性的饱和性质

利用电子速度饱和概念和比例差值方法(proportional difference operator,PDO)研究了超薄SiO2在第一次软击穿以后栅电流随着栅电压的变化所呈现的饱和性质.实验证明了第一次软击穿以后栅电流随着栅电压变化的PDO谱峰位、峰高与电子在第一次软击穿通道中运动的饱和速度及饱和电流密度相关.基于缺陷散射机制,得到的第一次软击穿通道的横截面积与文献报导的结果一致.     

3—6nm超薄SiO_2栅介质的特性

采用栅氧化前硅表面在 H2 SO4/ H2 O2 中形成化学氧化层方法和氮气稀释氧化制备出 3.2、 4和 6 nm的 Si O2超薄栅介质 ,并研究了其特性 .实验结果表明 ,恒流应力下 3.2和 4nm栅介质发生软击穿现象 .随着栅介质减薄 ,永久击穿电场强度增加 ,但恒流应力下软击穿电荷下降 .软击穿后栅介质低场漏电流无规则增大 .研究还表明 ,用软击穿电荷分布计算超薄栅介质有效缺陷密度比用永久击穿场强分布计算的要大 .在探讨软击穿和永久击穿机理的基础上解释了实验结果     

3-6nm超薄SiO2栅介质的特性

采用栅氧化前硅表面在H2SO4/H2O2中形成化学氧化层方法和氮气稀释氧化制备出3.2、4和6nm的SiO2超薄栅介质,并研究了其特性.实验结果表明,恒流应力下3.2和4nm栅介质发生软击穿现象.随着栅介质减薄,永久击穿电场强度增加,但恒流应力下软击穿电荷下降.软击穿后栅介质低场漏电流无规则增大.研究还表明,用软击穿电荷分布计算超薄栅介质有效缺陷密度比用永久击穿场强分布计算的要大.在探讨软击穿和永久击穿机理的基础上解释了实验结果.     

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.     

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.     

超薄HfO2高K栅介质薄膜的软击穿特性

研究了高K(高介电常数)栅介质HfO2薄膜的制备工艺,制备了有效氧化层厚度为2.9nm的超薄MOS电容。当栅氧化层很薄时会发生软击穿现象,软击穿和通常的硬击穿是不同的现象。分别利用在栅介质上加恒流应力和恒压应力两种方法研究了HfO2薄膜的击穿特性,实验结果表明,在两种应力方式下HfO2栅介质均发生了软击穿现象,软击穿和硬击穿的机理不同。     

用微电子测试结构研究超薄栅介质的可靠性

本文介绍了几种新颖的微电子测试结构及其应用,诸如栅氧化物可靠性评估、薄介质层击穿以及预示MOS绝缘层的边缘效应.同时讨论了超薄栅介质层的可靠性.     

超薄SiO2软击穿后I-V特性的饱和性质

利用电子速度饱和概念和比例差值方法（proportional difference operator, PDO）研究了超薄SiO2在第一次软击穿以后栅电流随着栅电压的变化所呈现的饱和性质. 实验证明了第一次软击穿以后栅电流随着栅电压变化的PDO谱峰位、峰高与电子在第一次软击穿通道中运动的饱和速度及饱和电流密度相关. 基于缺陷散射机制，得到的第一次软击穿通道的横截面积与文献报导的结果一致.     

超薄栅介质的击穿特性

本文主要讨论超薄栅介质和隧道氧化层的各种击穿机理，以及评价参数，并结合实际探讨超薄栅介质和隧道氧化层的测试结构，测试和分析技术等有关击穿特性的论证方法，为亚微米工艺，E2PROM工艺和Flashmemory工艺的研究和开发提供一定的技术支撑。     

超薄栅氧化物pMOSFET器件在软击穿后的特性

研究了在软击穿后MOS晶体管特性的退化.在晶体管上加均匀的电压应力直到软击穿发生的过程中监控晶体管的参数.在软击穿后,输出特性和转移特性只有小的改变.在软击穿发生时,漏端的电流和域值电压的退化是连续变化的.但是,在软击穿时栅漏电流突然有大量的增加.对软击穿后的栅漏电流增量的分析表明,软击穿后的电流机制是FN隧穿,这是软击穿引起的氧化物的势垒高度降低造成的.     

超薄栅氧化物pMOSFET器件在软击穿后的特性

研究了在软击穿后MOS晶体管特性的退化.在晶体管上加均匀的电压应力直到软击穿发生的过程中监控晶体管的参数.在软击穿后,输出特性和转移特性只有小的改变.在软击穿发生时,漏端的电流和域值电压的退化是连续变化的.但是,在软击穿时栅漏电流突然有大量的增加.对软击穿后的栅漏电流增量的分析表明,软击穿后的电流机制是FN隧穿,这是软击穿引起的氧化物的势垒高度降低造成的.     

不同厚度超薄栅氧化物MOSFET的应力诱导漏电流

研究了不同厚度的超薄栅1.9nm到3.0nm器件在恒压应力下的栅电流变化.实验结果显示应力诱导漏电流包括两个部分,一部分是由界面陷阱辅助隧穿引起的,另一部分是氧化物陷阱辅助隧穿引起的.