SOI器件中瞬态浮体效应的模拟与分析

针对SOI器件中的瞬态浮体效应进行了一系列的数值模拟,通过改变器件参数,比较系统地考察了SOI器件中瞬态浮体效应,同时也研究和分析了瞬态浮体效应对CMOS/SOI电路(以环振电路为例)的影响,并提出了抑制器件浮体效应的器件结构和参数优化设计.     

SOI器件中瞬态浮体效应的模拟与分析

针对 SOI器件中的瞬态浮体效应进行了一系列的数值模拟 ,通过改变器件参数 ,比较系统地考察了 SOI器件中瞬态浮体效应 ,同时也研究和分析了瞬态浮体效应对 CMOS/SOI电路 (以环振电路为例 )的影响 ,并提出了抑制器件浮体效应的器件结构和参数优化设计 .     

全耗尽SOI nMOSFET的浮体效应物理模型

本文提出了一个短沟道、包含寄生双极晶体管效应的物理解析模型来分析薄膜ＳＯＩｎＭＯＳＦＥＴ强反型电流下的浮体效应，该模型通过研究各种寄生电流成分对源漏电流和浮体电位的贡献，以及浮体电位的变化对器件其他参数如阈值电压和寄生寄生双极电流各成分的影响，成功地解释了器件处于背界面积累状态时的“Ｋｉｎｋ”现象和器件的异常击穿机理．本模型模拟结果从不同偏置电压、不同器件尺寸几方面较好地拟合了实验曲线，同时还得到结论，器件处于背面积累状态时由于碰撞离化作用产生的空穴的源端堆积使浮体电位升高导致器件的阈值电压突然降低，因而     

提高SOI器件和电路性能的研究

在分析SOI器件的浮体效应、击穿特性、背栅阈值、边缘漏电、ESD及抗辐照特性的基础上,提出了提高SOI器件和电路性能的技术途径.体接触是防止浮体效应的最好方法;正沟道和背沟道的BF2/B离子注入可以分别满足阈值和防止背栅开启的需要;SOI器件栅电极的选取严重影响器件的性能;源区的浅结有助于减小寄生npn双极晶体管的电流增益;而自对准硅化物技术为SOI器件优良特性的展现发挥了重要作用.研究发现,采用综合加固技术的nMOS器件,抗总剂量的水平可达1×106rad(Si).     

提高SOI器件和电路性能的研究

在分析SOI器件的浮体效应、击穿特性、背栅阈值、边缘漏电、ESD及抗辐照特性的基础上，提出了提高SOI器件和电路性能的技术途径. 体接触是防止浮体效应的最好方法；正沟道和背沟道的BF2/B离子注入可以分别满足阈值和防止背栅开启的需要；SOI器件栅电极的选取严重影响器件的性能； 源区的浅结有助于减小寄生npn双极晶体管的电流增益；而自对准硅化物技术为SOI器件优良特性的展现发挥了重要作用. 研究发现，采用综合加固技术的nMOS器件，抗总剂量的水平可达1E6rad(Si).     

采用非对称结构和注Ge的部分耗尽SOI nMOSFET的浮体效应

研究了一种采用非对称结构和注Ge的部分耗尽0.8μm SOI nMOSFET的浮体效应,实验结果表明这种结构能够提高漏端击穿电压约1V,减轻反常亚阈值斜率和kink现象.浮体效应的减少是由于源区的浅结和注Ge 引入的晶体缺陷减少了寄生的横向npn晶体管的电流增益.     

采用非对称结构和注Ge的部分耗尽SOI nMOSFET的浮体效应

研究了一种采用非对称结构和注Ge的部分耗尽0.8μm SOI nMOSFET的浮体效应,实验结果表明这种结构能够提高漏端击穿电压约1V,减轻反常亚阈值斜率和kink现象.浮体效应的减少是由于源区的浅结和注Ge 引入的晶体缺陷减少了寄生的横向npn晶体管的电流增益.     

部分耗尽SOI MOSFET中的浮体效应

介绍了部分耗尽SOI MOSFET中的浮体效应;简要描述了浮体效应的物理机制、测试结果,以及减小浮体效应的方法;同时,给出了在有体接触的情况下出现kink效应的测试结果.     

SOI材料与器件的辐照效应

目前，ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料的一个主要用途是用来制作抗辐照电路，本文以ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐｅｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）技术为主，详细论述了ＳＯＩ材料和器件（ＭＯＳＦＥＴ）的辐照特性及其机理，包括总剂量、瞬时和单粒子效应，并以总剂量效应为主。经过恰当的加固工艺和优化设计，可以制造出优良的抗辐照集成电路。     

Influence of Floating Body Effect on Radiation Hardness of PD SOI nMOSFETs

H-gate and closed-gate PD SOI nMOSFETs are fabricated on SIMOX substrate,and the influence of floating body effect on the radiation hardness is studied.All the subthreshold characteristics of the devices do not change much after radiation of the total dose of 1e6rad(Si).The back gate threshold voltage shift of closed-gate is about 33% less than that of Hgate device.The reason should be that the body potential of the closed-gate device is raised due to impact ionization,and an electric field is produced across the BOX.The floating body effect can improve the radiation hardness of the back gate transistor.     

一种能够抑制部分耗尽SOI nMOSFET浮体效应的新型Schottkty体接触结构的模拟

提出了一种新型的Schottky体接触结构,能够有效抑制部分耗尽SOI nMOSFET的浮体效应.这种结构可以通过在源区形成一个浅的n+-p结和二次侧墙,然后生长厚的硅化物以穿透这个浅结的方法来实现.模拟结果表明这种结构能够成功抑制SOI nMOSFET中存在的反常亚阈值斜率和kink效应,漏端击穿电压也有显著提高.这种抑制浮体效应的方法不增加器件面积,而且与体硅MOSFET工艺完全兼容.     

一种能够抑制部分耗尽SOI nMOSFET浮体效应的新型Schottkty体接触结构的模拟

提出了一种新型的Schottky体接触结构,能够有效抑制部分耗尽SOI nMOSFET的浮体效应.这种结构可以通过在源区形成一个浅的n+-p结和二次侧墙,然后生长厚的硅化物以穿透这个浅结的方法来实现.模拟结果表明这种结构能够成功抑制SOI nMOSFET中存在的反常亚阈值斜率和kink效应,漏端击穿电压也有显著提高.这种抑制浮体效应的方法不增加器件面积,而且与体硅MOSFET工艺完全兼容.     

绝缘体上硅动态阈值nMOSFETs特性研究

基于绝缘体上硅技术,提出并研制动态阈值nMOSFETs结构.阐述了动态阈值nMOSFETs的工作原理.动态阈值nMOSFETs的阈值电压从VBS=0 V时的580 mV动态变化到VBS=0.6 V时的220 mV,但是这种优势并没有以增加漏电流为代价.因此动态阈值nMOSFETs的驱动能力较之浮体nMOSFETs在低压情况下,更具有优势.工作电压为0.6 V时,动态阈值nMOSFETs的驱动能力是浮体的25.5倍,0.7 V时为12倍.而且浮体nMOSFETs中的浮体效应,诸如Kink效应,反常亚阈值斜率和击穿电压降低等,均被动态阈值nMOSFETs结构有效抑制.     

CMOS/SOI 4Kb SRAM总剂量辐照实验

研究了CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器的抗总剂量辐照性能.CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器采用1K×4的并行结构体系,其地址取数时间为30ns,芯片尺寸为3.6mm×3.84mm;在工作电压为3V时,CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器抗总剂量高达5×105Rad(Si),能较好地满足军用和航天领域的要求.     

SOI技术及其抗辐射加固性能研究

回顾了ＳＯＩ技术的发展过程,阐述了各种ＳＯＩ基本结构,分析了ＳＯＩ结构抗瞬时辐射加固的性能。     

环栅CMOS/SOI的X射线总剂量辐射效应研究

采用硅离子注入工艺对注氧隔离(SIMOX)绝缘体上硅(SOI)材料作出改性,分别在改性材料和标准SIMOXSOI材料上制作部分耗尽环型栅CMOS/SOI器件,并采用10keVX射线对其进行了总剂量辐照试验。实验表明,同样的辐射总剂量条件下,采用改性材料制作的器件与标准SIMOX材料制作的器件相比,阈值电压漂移小得多,亚阈漏电也得到明显改善,说明改性SIMOXSOI材料具有优越的抗总剂量辐射能力。