一种用于分离pMOS器件热载流子应力下氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对阈值电压退化作用的方法

在电荷泵技术的基础上,提出了一种新的方法用于分离和确定氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对pMOS器件热载流子应力下的阈值电压退化的作用,并且这种方法得到了实验的验证.结果表明对于pMOS器件退化存在三种机制:电子陷阱俘获、空穴陷阱俘获和界面陷阱产生.需要注意的是界面陷阱产生仍然是pMOS器件热载流子退化的主要机制,不过氧化层陷阱电荷的作用也不可忽视.     

热载流子应力下超薄栅pMOS器件氧化层陷阱电荷的表征

利用电荷泵技术研究了4nm pMOSFET的热载流子应力下氧化层陷阱电荷的产生行为.首先,对于不同沟道长度下的热载流子退化,通过直接的实验证据,发现空穴陷阱俘获特性与应力时间呈对数关系.然后对不同应力电压、不同沟道长度下氧化层陷阱电荷(包括空穴和电子陷阱俘获)的产生做了进一步的分析.发现对于pMOSFET的热载流子退化,氧化层陷阱电荷产生分两步过程:在较短的应力初期,电子陷阱俘获是主要机制;而随着应力时间增加,空穴陷阱俘获作用逐渐显著,最后主导了氧化层陷阱电荷的产生.     

热载流子应力下超薄栅p MOS器件氧化层陷阱电荷的表征

利用电荷泵技术研究了 4nmpMOSFET的热载流子应力下氧化层陷阱电荷的产生行为 .首先 ,对于不同沟道长度下的热载流子退化 ,通过直接的实验证据 ,发现空穴陷阱俘获特性与应力时间呈对数关系 .然后对不同应力电压、不同沟道长度下氧化层陷阱电荷 (包括空穴和电子陷阱俘获 )的产生做了进一步的分析 .发现对于 pMOSFET的热载流子退化 ,氧化层陷阱电荷产生分两步过程 :在较短的应力初期 ,电子陷阱俘获是主要机制 ;而随着应力时间增加 ,空穴陷阱俘获作用逐渐显著 ,最后主导了氧化层陷阱电荷的产生.     

热载流子退化对MOS器件的影响

介绍了评价热载流子注入效应的加速寿命试验，针对具体的工艺线，提取了MOS管加速寿命试验的模型参数，以阈值电压变化10mV为失效判据，分别对0．8μm和0.6μm工艺线的热载流子注入效应进行了评价。整个测试过程由程序控制，设备精度高，使用简便，适用于亚微米和深亚微米工艺线的可靠性评价。     

LDD NMOS器件热载流子退化研究

对LDD(轻掺杂漏)NMOS器件的热载流子退化特性进行了研究,发现LDD NMOS器件的退化呈现出新的特点.通过实验与模拟分析,得出了热载流子应力下LDD NMOS退化特性不同于常规(非LDD)NMOS的物理机制.并通过模拟对此观点进行了验证.     

一种用于提取LDD结构n-MOSFET热载流子应力下界面陷阱产生的改进方法

提出了一种新的基于电荷泵技术和直流电流法的改进方法,用于提取LDD n-MOSFET沟道区与漏区的界面陷阱产生.这种方法对于初始样品以及热载流子应力退化后的样品都适用.采用这种方法可以准确地确定界面陷阱在沟道区与漏区的产生,从而有利于更深入地研究LDD结构器件的退化机制.     

一种用于提取LDD结构n-MOSFET热载流子应力下界面陷阱产生的改进方法

提出了一种新的基于电荷泵技术和直流电流法的改进方法,用于提取LDDn MOSFET沟道区与漏区的界面陷阱产生.这种方法对于初始样品以及热载流子应力退化后的样品都适用.采用这种方法可以准确地确定界面陷阱在沟道区与漏区的产生,从而有利于更深入地研究LDD结构器件的退化机制.     

栅氧化层及界面电荷对SiC MOSFET阈值电压稳定性的影响

阈值电压不稳定是SiC MOSFET的一个主要问题,而栅氧化层及界面电荷是引起器件阈值电压不稳定的关键因素。结合三角波电压扫描法和中带电压法提取了SiC MOSFET中的栅氧化层陷阱电荷面密度、界面陷阱电荷面密度和可动电荷面密度随应力时间的变化量,总结了三种电荷面密度变化量在不同应力时间下的变化规律,分析了其对器件阈值电压不稳定性的影响,同时推测了长时间偏压作用下SiC MOSFET阈值电压稳定性的劣化机制。测试结果表明,栅氧化层陷阱电荷面密度、界面陷阱电荷面密度和可动电荷面密度在不同偏压温度下随应力时间的变化规律不同,常温应力下器件阈值电压稳定性劣化主要与栅氧化层陷阱电荷有关,而高温下,则主要与界面陷阱电荷有关。     

超薄栅MOS器件热载流子应力下SILC的产生机制

通过测量界面陷阱的产生,研究了超薄栅nMOS和pMOS器件在热载流子应力下的应力感应漏电流(SILC).在实验结果的基础上,发现对于不同器件类型(n沟和p沟)、不同沟道长度(1、0.5、0.275和0.135μm)、不同栅氧化层厚度(4和2.5nm),热载流子应力后的SILC产生和界面陷阱产生之间均存在线性关系.这些实验证据表明MOS器件减薄后,SILC的产生与界面陷阱关系非常密切.     

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.     

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.     

直接隧穿应力下超薄栅氧MOS器件退化

研究了栅氧厚度为1.4nm MOS器件在恒压直接隧穿应力下器件参数退化和应力感应漏电流退化. 实验结果表明,在不同直接隧穿应力过程中,应力感应漏电流（SILC）的退化和Vth的退化均存在线性关系. 为了解释直接隧穿应力下SILC的起因,建立了一个界面陷阱和氧化层陷阱正电荷共同辅助遂穿模型.     

直接隧穿应力下超薄栅氧MOS器件退化

研究了栅氧厚度为1.4nm MOS器件在恒压直接隧穿应力下器件参数退化和应力感应漏电流退化.实验结果表明,在不同直接隧穿应力过程中,应力感应漏电流(SILC)的退化和Vth的退化均存在线性关系.为了解释直接隧穿应力下SILC的起因,建立了一个界面陷阱和氧化层陷阱正电荷共同辅助遂穿模型.     

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.     

MOS晶体管的阈值电压不匹配特性

集成电路中器件的匹配性对于模拟电路和数字电路的设计有着很重要的影响,而现在重要的是还缺乏精确的器件匹配的模型。在模拟集成电路设计中,MOS管阈值电压的匹配特性对集成电路尤其是电流Ids的大小有着重要的影响。基于短沟道系列模型,MOS氧化层中的固定电荷和杂质原予服从泊松分布,分析了NMOS和PMOS器件不匹配的物理原因,并验证σVT/VT遵循与1/(?)成比例的结论。     

薄膜SOI MOS器件阈值电压的解析模型分析

研究了薄膜全耗尽增强型 SOIMOS器件阈值电压的解析模型 ,并采用计算机模拟 ,得出了硅膜掺杂浓度和厚度、正栅和背栅二氧化硅层厚度及温度对阈值电压影响的三维分布曲线 ,所得到的模拟结果和理论研究结果相吻合。     

表面极化对阈值电压和饱和电压的影响

考虑挠曲电极化,但不考虑界面上离子选择吸附产生的极化,文章详细讨论了表面极化P_s对平行向列液晶盒阈值电压和饱和电压的影响。文章由自由能的角度推导得到指向矢n倾角θ满足的微分方程和相应的边界条件;推导得到约化阈值电压u_(tn)和约化饱和电压u_(sat)的方程;讨论了约化表面极化强度P对约化阈值电压u_(th)和约化饱和电压u_(sat)的影响,并绘图表示,数值计算表明,表面极化对向列液晶盒的影响主要表现在界面锚定。