超薄栅n-MOSFETs热载流子寿命预测模型

对氧化层厚度为 4和 5 nm的 n- MOSFETs进行了沟道热载流子应力加速寿命实验 ,研究了饱和漏电流在热载流子应力下的退化 .在饱和漏电流退化特性的基础上提出了电子流量模型 ,此模型适用于氧化层厚度为 4— 5 nm或更薄的器件     

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.     

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.     

不同栅氧厚度NMOS管的热载流子效应

文章主要讨论在相同工艺条件下,针对不同栅氧厚度(例如:Tox分别为150A、200A、 250A)的NMOSFET进行加速应力试验,在试验中当某些参数的漂移量达到失效判据规定的值时(例如:阈值电压改变50mV),可以得到器件的应力寿命,由此估计该器件在正常工作条件下的寿命值, 并对该工艺的热载流子注入效应进行评价。     

异质栅MOSFET热载流子效应的研究

异质栅MOSFET器件的栅极由具有不同功函数的两种材料拼接而成,能够提高载流子输运速度、抑制阈值电压漂移等.文中比较了异质栅MOSFET和常规MOSFET的热载流子退化特性.通过使用器件数值模拟软件MEDICI,对能有效监测热载流子效应的参数,例如电场、衬底电流和栅电流等参数进行仿真.将仿真结果与常规MOSFET对比,从抑制热载流子效应方面验证了新结构器件的高性能.     

热载流子效应对CCD片上放大器寿命的影响

针对CCD片上放大器的寿命进行了研究。通过设计独立的MOSFET,使用衬底电流模型进行热载流子效应分析,研究其特性参数Gm退化量与退化时间关系,由此评价组成CCD片上放大器的寿命。研究结果表明,CCD片上放大器寿命随着栅长的减小而降低,制作LDD结构可提高CCD片上放大器寿命。     

DC应力n-MOSFET热载流子退化的1/f噪声特性

研究了DC应力n.MOSFET热载流子退化的Sfγ噪声参量.提出了用噪声参数和Sfγ表征高、中、低三种栅应力下n-MOSFET抗热载流子损伤能力的方法.进行了高、中、低三种栅压DC应力下热载流子退化实验.实验结果和本文模型符合较好.     

DC应力n-MOSFET热载流子退化的1/f噪声特性

研究了DC应力n.MOSFET热载流子退化的Sfγ噪声参量.提出了用噪声参数和Sfγ表征高、中、低三种栅应力下n-MOSFET抗热载流子损伤能力的方法.进行了高、中、低三种栅压DC应力下热载流子退化实验.实验结果和本文模型符合较好.     

新型槽栅nMOSFET热载流子效应的模拟研究

应用二维器件仿真程序 PISCES- ,对槽栅结构和平面结构器件的特性进行了模拟比较 ,讨论了槽栅结构 MOSFET的沟道电场特征及其对热载流子效应的影响。槽栅结构对抑制短沟道效应和抗热载流子效应是十分有利的 ,而此种结构对热载流子的敏感 ,使器件的亚阈值特性、输出特性变化较大     

MOSFET的热载流子效应及其表征技术

介绍了热载流子引起MOS器件退化的机制及其退化模型、最大应力模式和典型的寿命预测模型等，并对器件退化的表征技术进行了概述。     

FN应力下超薄栅N-MOSFET失效的统计特征及寿命预测

通过对不同氧化层厚度的 N- MOSFET在各种条件下加速寿命实验的研究 ,发现栅电压漂移符合 Weibull分布 . Weibull分布统计分析表明 ,5 .0、 7.0和 9.0 nm器件在 2 7和 10 5℃下本征失效的形状因子相同 ,即本征失效的失效机制在高低温度下相同 .非本征失效的比例随温度升高而增大 .在此基础上得出平均寿命 (t50 )与加速电场E成指数关系 ,进而提出了器件的寿命预测方法 .此方法可预测超薄栅 N- MOSFET在 FN应力下的寿命     

FN应力下超薄栅N-MOSFET失效的统计特征及寿命预测

通过对不同氧化层厚度的N-MOSFET在各种条件下加速寿命实验的研究,发现栅电压漂移符合Weibull分布.Weibull分布统计分析表明,5.0、7.0和9.0nm器件在27和105C下本征失效的形状因子相同,即本征失效的失效机制在高低温度下相同.非本征失效的比例随温度升高而增大.在此基础上得出平均寿命(t50)与加速电场E成指数关系,进而提出了器件的寿命预测方法.此方法可预测超薄栅N-MOSFET在FN应力下的寿命.     

An Analytical Gate Tunneling Current Model for MOSFETs Having Ultrathin Gate Oxides

In this paper, we present a completely analytical model for the gate tunneling current, which can be used to get a first-order estimate of this parameter in present-generation MOSFETs, having ultrathin gate oxides and high substrate doping concentrations. The model has been developed from first principles, and it does not use any empirical fitting and/or correction parameters. It takes into account the quantization of the electron energy levels within the inversion layer of a MOSFET, which behaves similar to a potential well. Several interesting simplifications regarding this well structure have been made, and all these assumptions have been rigorously justified, both based on physical arguments as well as through numerical quantifications. An extremely interesting and important outcome of this procedure is a nonzero value of the wavefunction at the semiconductor-insulator interface, which is physically justified, however, contrary to what other existing literatures in this area assume. This procedure also led to a closed-form analytical expression for the inversion layer thickness. The interface wavefunction was used, in association with the tunneling probability through the gate oxide, and the carriers in transit model in the gate metal, to find the resultant gate tunneling current density as a function of the applied gate-to-body voltage. The results obtained from our simple and completely analytical model were compared with the experimental results reported in the literature, and the match is found to be excellent for varying oxide thicknesses and substrate doping concentrations, which justifies the authenticity of the model developed in this work here.     

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.     

在Vg=Vd/2应力模式下2.5nm氧化层pMOSFETs的新寿命预测模型

研究了2.5nm超薄栅短沟pMOSFETs在Vg=Vd/2应力模式下的热载流子退化机制及寿命预测模型.栅电流由四部分组成:直接隧穿电流、沟道热空穴、一次碰撞电离产生的电子注入、二次碰撞电离产生的空穴注入.器件退化主要是由一次碰撞产生的电子和二次碰撞产生的空穴复合引起.假设器件寿命反比于能够越过Si-SiO2界面势垒的二次碰撞产生的二次空穴数目,在此基础上提出了一个新的模型并在实验中得到验证.