PD SOI NMOSFET翘曲效应的温度模型

报道了一个部分耗尽(PD)SOI NMOSFET翘曲效应的温度解析模型.该模型从PD SOI NMOSFET器件的物理结构,即由顶部的NMOSFET和底部的寄生BJT构成这一特点出发,以一定温度下PD SOI NMOSFET体-射结电流与漏-体结电流的动态平衡为核心,采用解析迭代方法求解,得出漏-体结碰撞电离产生的空穴在体区中近源端积累达到饱和时的体-射结电压,及漏-体结和体-射结电流的各主要分量,进而得到了PD SOI NMOSFET翘曲效应漏电流的温度解析模型,并将一定条件下的模拟结果与实验结果进行了比较,二者吻合得很好.     

0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET热载流子可靠性研究

对0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET热载流子的可靠性进行了研究。在Vds=5V,Vgs=2.1V的条件下,加电1 000s后,宽长比为4/0.5的部分耗尽SOI H型栅NMOSFET的前栅阈值电压的漂移(ΔVt/Vt)和跨导的退化(Δgm/gm)分别为0.23%和2.98%。以器件最大跨导gm退化10%时所对应的时间作为器件寿命,依据幸运电子模型,0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET寿命可达16.82年。     

0.8μm PD SOI MOS器件研究

本文重点介绍了0．8μm PD SOI MOS器件的结构、KINK效应、热载流子效应和自加热效应等,并对这些特性从物理机理上进行了简要的阐述。     

PD SOI nMOSFETs中浮体效应对辐照性能的影响

在SIMOX衬底上制备了H形栅和环形栅PD SOI nMOSFETs,并研究了浮体效应对辐照性能的影响.在106rad(Si)总剂量辐照下,所有器件的亚阈特性未见明显变化.环形栅器件的背栅阈值电压漂移比H型栅器件小33%,其原因是碰撞电离使环形栅器件的体区电位升高,在埋氧化层中形成的电场减小了辐照产生的损伤.浮体效应有利于改进器件的背栅抗辐照能力.     

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.     

SOI技术问题和BSIM3SOIv1.3模型参数特点

SOI器件具有高速、低压、低功耗、抗辐照、耐高温等体硅器件不具备的优点,SOI CMOS技术开始用于深亚微米高速、低功耗、低电压大规模集成电路应用。但SOI技术还面临浮体效应、自加热效应等问题的挑战。作为SOI模型国际标准,BSIM3SOIv1.3提出了新的模型参数解决方案。BSIMPDSPICE器件模型是基于物理意义的模型,是在体硅MOS器件模型工业标准(BSIM3V3)的基础上开发而成,BSIMPD针对SOI固有的浮体效应引起的动态特性,自加热和体接触提出相应的模型参数。     

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 ...     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

超薄氮氧化硅(Sio_xN_y)栅NMOSFET中GIDL效应的研究

MOSFET栅介质层厚度的减薄使栅致漏极的泄漏（GIDL）电流指数增强，本文报道N2O中退火SiO2（两步法）生成超薄（5．5nm）氮氧化硅（SiOxNy）栅NMOSFET中的GIDL效应，包括器件尺寸、偏置电压和热载流子效应的影响．发现GIDL在一定的偏置下成为主要的泄漏机制，且陷阱电荷和界面态对其具有显著的调制作用．二维器件模拟结果指出，与SiO2栅NMOSFET相比，LDD掺杂结构使SiOxNy栅NMOSFET的GIDL进一步增强．     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

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.     

电离辐射中SOI MOSFETs的背栅异常kink效应研究

采用10keV X射线研究了部分耗尽SOI MOSFETs的总剂量辐射效应.实验结果显示,在整个辐射剂量范围内,前栅特性保持良好;而nMOSFET和pMOSFET的背栅对数Id-Vg2曲线中同时出现了异常kink效应.分析表明电离辐射在埋氧/顶层硅(BOX/SOI)界面处产生的界面态陷阱是导致异常kink效应产生的原因.基于MEDICI的二维器件模拟结果进一步验证了这个结论.     

电离辐射中SOI MOSFETs的背栅异常kink效应研究

采用10keV X射线研究了部分耗尽SOI MOSFETs的总剂量辐射效应.实验结果显示,在整个辐射剂量范围内,前栅特性保持良好;而nMOSFET和pMOSFET的背栅对数Id-Vg2曲线中同时出现了异常kink效应.分析表明电离辐射在埋氧/顶层硅(BOX/SOI)界面处产生的界面态陷阱是导致异常kink效应产生的原因.基于MEDICI的二维器件模拟结果进一步验证了这个结论.     

PD SOI MOSFET低频噪声研究进展

随着器件尺寸的不断减小,PD SOI器件的低频噪声特性对电路稳定性的影响越来越大.研究了PD SOI器件低频过冲噪声现象,分析了此类器件在发生浮体效应、栅致浮体效应以及前背栅耦合效应时低频过冲噪声的产生机理及影响因素.最后指出,可以通过添加体接触或将PD SOI器件改进为双栅结构,达到有效抑制低频过冲噪声的目的.     

SOI基双级RESURF二维解析模型

提出了SOI基双级RESURF二维解析模型．基于二维Poisson方程，获得了表面电势和电场分布解析表达式，给出了SOI的双级和单级RESURF条件统一判据，得到RESURF浓度优化区(DOR，doping optimal region）,研究表明该判据和DOR还可用于其他单层或双层漂移区结构．根据此模型，对双级RESURF结构的降场机理和击穿特性进行了研究，并利用二维器件仿真器MEDICI进行了数值仿真．以此为指导成功研制了耐压为560V和720V的双级RESURF高压SOI LDMOS．解析解、数值解和实验结果吻合得较好．     

全耗尽SOI LDMOS阈值电压的解析模型

通过准二维的方法,求出了全耗尽SOILDMOS晶体管沟道耗尽区电势分布的表达式,并建立了相应的阈值电压模型。将计算结果与二维半导体器件模拟软件MEDICI的模拟结果相比较,两者误差较小,证明了本模型的正确性。从模型中可以容易地分析阈值电压与沟道浓度、长度、SOI硅膜层厚度以及栅氧化层厚度的关系,并且发现ΔVth与背栅压的大小无关。     

深亚微米SOI栅控混合管(GCHT)的准二维电流解析模型

提出了深亚微米SOIGCHT电流模型.不同于普通MOSFET短沟模型的处理,计及受栅电压及基极电压同时控制的可动电荷的影响,采用准二维分析及抛物线近似,求出沟道长度及漏端电压对源端表面势的影响,较好地反映了电荷共享效应及DIBL效应,并定量计算出与漏电压和栅电压同时相关的动态阈值电压漂移量.模型中同时考虑了速度饱和效应、迁移率下降效应和沟道长度调制效应等.该模型具有清晰的物理意义,从理论上解释了GCHT具有较小的短沟效应及较高的阈值电压稳定性等物理现象.模型计算结果与数值模拟及实验结果吻合良好,较好地描述了短沟GCHT的物理特性.