不同偏置下全耗尽SOI NMOSFET总剂量抗辐射的研究

研究了不同偏置条件下,全耗尽SOI NMOSFET的总剂量抗辐射特性,主要讨论不同偏置条件对器件中陷获电荷的产生和分布,以及由此对器件性能产生的影响.通过器件模拟发现,在辐射过程中器件的偏置条件不同,造成器件的有源区和埋氧层中电场的分布有着很大的差异.而俘获电荷的产生与电场又有着紧密的联系,所以造成了俘获电荷的分布和密度有很大的不同,从而对器件的影响也不同.模拟结果表明,在三种不同的偏置条件下,OFF态(关态)时背沟道附近陷获电荷密度最高,以常数电流法估算出的阈值电压负漂移最大,同时引起了最大的本底静态漏电流.     

部分耗尽SOI NMOSFET总剂量辐照的最坏偏置

通过模拟对ON、OFF、TG三种偏置下PD SOI NMOSFET的总剂量辐照效应进行了研究.模拟发现正沟道的最坏偏置是ON偏置,背沟道的最坏偏置与总剂量有关.当总剂量大时,背沟道的最坏偏置是OFF偏置;当总剂量小时则是TG偏置.而NMOSFET的最坏偏置则取决于起主要作用的是正栅还是背栅.由于辐照产生电子空穴对的过程与电场分布强相关,通过分析不同偏置下电场分布的差异确定最坏偏置的内在机制.     

超高总剂量辐射下SOI MOS器件特性研究

在超高总剂量辐射下,界面电荷的改变对MOS器件的阈值电压影响将越来越显著,甚至会引起NMOS的阈值电压增加,即所谓的“反弹”现象。文章研究的SOI NMOS的阈值电压并没有出现文献中所述的“反弹”,原因可能和具体的工艺有关。另外,通过工艺器件仿真和辐射试验验证,SOI器件在超高总剂量辐射后的漏电不仅仅来自于闽值电压漂移所导致的背栅甚至前栅的漏电流,而是主要来自于前栅的界面态的影响。这样,单纯的对埋层SiO2进行加固来减少总剂量辐射后埋层SiO2中的陷阱正电荷,并不能有效提高SOI MOS器件的抗超高总剂量辐射性能。     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽SOI(FDSOI)CMOS器件和电路经过工艺投片,取得良好的结果,其中工作电压为5V时,0.8μm全耗尽CMOS/S0I101级环振的单级延迟仅为45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小,电路速度得以提高,0.8μm全耗尽CMOS/SOI环振比0.8μm部分耗尽CMOS/SOI环振快30%,比1μm全耗尽CMOS/SOI环振速度提高15%.     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽 SOI( FDSOI) CMOS器件和电路经过工艺投片 ,取得良好的结果 ,其中工作电压为 5V时 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI1 0 1级环振的单级延迟仅为 45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小 ,电路速度得以提高 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI环振比 0 .8μm部分耗尽 CMOS/ SOI环振快 30 % ,比 1 μm全耗尽 CMOS/ SOI环振速度提高 1 5% .     

薄膜全耗尽SOI CMOS器件和电路

对全耗尽SOI(FD SOI)CMOS器件和电路进行了研究,硅膜厚度为70nm.器件采用双多晶硅栅结构,即NMOS器件采用P+多晶硅栅,PMOS器件采用N+多晶硅栅,在轻沟道掺杂条件下,得到器件的阈值电压接近0.7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞(Voids),采用了注Ge硅化物工艺,源漏方块电阻约为5.2Ω/□.经过工艺流片,获得了性能良好的器件和电路.其中当工作电压为5V时,0.8μm 101级环振单级延迟为45ps.     

新型多栅全耗尽SOI器件研究进展

随着器件尺寸的不断缩小,对更大驱动电流和更有效抑制短沟道效应器件的研制成为研究的热点,SOI多栅全耗尽器件由于对沟道更好控制能力能够有效地解决尺寸缩小带来的短沟道效应问题[1].本文主要介绍SOI/MOSFET单栅、平面双栅、FinFET、三栅、环绕栅、G4-FET等新型多栅全耗尽SOI器件的研究进展.     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压解析模型

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

薄膜全耗尽SOI门阵列电路设计与实现

在Ｄａｉｓｙ系统上设计出通用性强、使用方便的ＳＯＩ门阵列母版及门阵列电路，并采用１．５ｕｍＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺在薄膜全耗尽ＳＩＭＯＸ材料上得以实现，其中包括多种分频器电路和环形振荡器，环振可工作在２．５Ｖ，门延误时间在５Ｖ时为４３０ｐｓ。     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压和电势分布的温度模型

提出了一个全耗尽SOI MOSFETs器件阈值电压和电势分布的温度模型.基于近似的抛物线电势分布模型,利用适当的边界条件对二维的泊松方程进行求解.同时利用阈值电压的定义得到了阈值电压的模型.该温度模型详细地研究了电势分布和阈值电压跟温度之间的变化关系,同时还近似地探讨了短沟道效应.为了进一步验证模型的正确性,利用SILVACO ATAS软件进行了相应的模拟.结果表明,模型计算与软件模拟吻合较好.     

一种抗总剂量辐照的新型PD SOI器件

提出了一种具有叠层埋氧层的新栅型绝缘体上硅(SOI)器件.针对SOI器件的抗总电离剂量(TID)加固方案,对绝缘埋氧层(BOX)采用了叠层埋氧方案,对浅沟槽隔离(STI)层采用了特殊S栅方案.利用Sentaurus TCAD软件,采用Insulator Fixed Charge模型设置固定电荷密度,基于0.18 μm ...     

总剂量加固对SOINMOS器件抗辐射特性的影响

采用埋层改性工艺对部分耗尽SOI NMOS器件进行总剂量加固,通过测试器件在辐射前后的电学性能研究加固对SOI NMOS器件抗辐射特性的影响。加固在埋氧层中引入电子陷阱,辐射前在正负背栅压扫描时,电子陷阱可以释放和俘获电子,导致背栅阈值电压产生漂移,漂移大小与引入电子陷阱的量有关。通过加固可以有效提高器件的抗总剂量辐射特性,电子陷阱的量对器件的抗辐射性能具有显著影响。     

总剂量辐照对65 nm NMOSFET热载流子敏感参数的影响

为了研究总剂量辐射对纳米MOS晶体管热载流子效应的影响,对65 nm 体硅工艺的NMOS器件进行了总剂量辐射和热载流子试验,对比了辐射前后不同宽长比器件的跨导、栅极泄漏电流、线性饱和电流等电参数。结果表明,MOS器件的沟道宽度越窄,热载流子效应受辐射的影响越显著,总剂量辐射后热载流子效应对器件的损伤增强。分析认为,辐射在STI中引入的陷阱电荷是导致以上现象的主要原因。该研究结果为辐射环境下器件的可靠性评估提供了依据。     

短沟道SOI MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一个含总剂量辐照效应的 SOI MOSFET统一模型 .该模型能自动计入体耗尽条件 ,不需要分类考虑不同膜厚时的情况 .模型计算结果与实验吻合较好 .该模型物理意义明确 ,参数提取方便 ,适合于抗辐照 SOI器件与电路的模拟 .     

一种基于总剂量效应的SOI器件模型快速提取方法

从工程应用的角度介绍了一种基于总剂量效应的SOI器件模型参数的快速提取方法。首先,提取0 krad(Si)时器件的模型参数,然后针对总剂量敏感参数,对100 krad(Si)总辐射试验后的同种器件进行模型参数优化,并对得到的模型参数进行验证。结果表明,该方法所提取的模型参数准确有效,解决了国内目前在抗辐照SOI工艺中因采用标准SOI工艺SPICE模型(如BSIMSOI等)导致不能反映辐照效应对器件特性的影响且无法给出经过不同辐照剂量之后的器件特性的缺点,可用于评估辐射对SOI电路的影响。     

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。     

辐照对SOI NMOS寄生双极晶体管的影响。

在埋氧化层厚度不同的SIMOX衬底上制备了H型栅结构器件。经过总剂量辐照后,器件的正栅亚阈值特性无明显变化,背栅亚阈值特性发生平移,但均未发生漏电,说明其抗辐照性能超过1E6rad(Si)。辐照后器件的寄生双极晶体管增益有所增大,并且与背栅阈值电压的变化趋势相似,可能是由于埋氧化层中的正电荷积累使体区电位升高,提高了发射极的发射效率。     

SOI NMOS器件总剂量辐照退火特性分析

研究了在不同的温度和偏置条件下对SIMOX SOI MOSFET进行总剂量辐照的退火特性.结果发现,ON偏置时退火效应较显著,且高温时退火效应比常温时更明显.