不同厚度超薄栅氧化物MOSFET的应力诱导漏电流

研究了不同厚度的超薄栅1.9nm到3.0 nm器件在恒压应力下的栅电流变化.实验结果显示应力诱导漏电流包括两个部分,一部分是由界面陷阱辅助隧穿引起的,另一部分是氧化物陷阱辅助隧穿引起的.     

MOSFET栅漏电流噪声模型研究

随着MOSFET尺寸的不断减小,栅漏电流对器件特性的影响日益明显.栅漏电流噪声一方面影响器件性能,另一方面可用于栅介质质量表征,因此对其研究备受关注.由于栅介质噪声研究具有重要意义,文献中已经建立起各种各样的噪声模型,文中对其进行了归纳整理.在此基础上分析了各种模型的特性和局限性,进而探讨了其应用范围.     

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n MOS和p MOS器件在热载流子应力下的应力感应漏电流( SIL C) .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 .2 75和0 .13 5 μm)、不同栅氧化层厚度( 4和2 .5 nm) ,热载流子应力后的SIL C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,SIL C的产生与界面陷阱关系非常密切     

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.     

超薄氧化层中的中性陷阱对隧穿电流的影响和应变诱导漏电流

用数值分析的方法讨论了中性陷阱对超薄场效应晶体管(MOSFET )隧穿电流的影响.中性陷阱引起势垒的变化在二氧化硅的导带中形成一个方形的势阱.对于不同的势垒变化,计算了电子隧穿氧化层厚度为4nm的超薄金属氧化物半导体结构的电流.结果表明,中性陷阱对隧穿电流的影响不能被忽略,中性陷阱的存在使隧穿电流增加,并且通过这个简单的模型能够理解应变诱导漏电流的产生机制.     

超薄氧化层中的中性陷阱对隧穿电流的影响和应变诱导漏电流

用数值分析的方法讨论了中性陷阱对超薄场效应晶体管(MOSFET )隧穿电流的影响.中性陷阱引起势垒的变化在二氧化硅的导带中形成一个方形的势阱.对于不同的势垒变化,计算了电子隧穿氧化层厚度为4nm的超薄金属氧化物半导体结构的电流.结果表明,中性陷阱对隧穿电流的影响不能被忽略,中性陷阱的存在使隧穿电流增加,并且通过这个简单的模型能够理解应变诱导漏电流的产生机制.     

超薄体MOSFET的结构优化

对U TB器件的各结构参数进行了优化,给出了UTB器件设计的指导方向.在U TB器件的设计中,有三个重要参数,即器件的源漏提升高度、锗硅栅(Gex Si1 - x)中Ge含量的摩尔百分比和硅膜的厚度,并对这三个结构参数对器件性能的影响进行了模拟分析,给出了器件各结构参数的优化方向,找出了可行Ge含量的摩尔百分比和可行硅膜厚度之间的设计容区.通过模拟分析发现,只要合理选择器件的结构参数,就能得到性能优良的U TB器件     

超薄体MOSFET的结构优化

对UTB器件的各结构参数进行了优化,给出了UTB器件设计的指导方向.在UTB器件的设计中,有三个重要参数,即器件的源漏提升高度、锗硅栅(GexSi1-x)中Ge含量的摩尔百分比和硅膜的厚度,并对这三个结构参数对器件性能的影响进行了模拟分析,给出了器件各结构参数的优化方向,找出了可行Ge含量的摩尔百分比和可行硅膜厚度之间的设计容区.通过模拟分析发现,只要合理选择器件的结构参数,就能得到性能优良的UTB器件.     

正向栅控二极管监测F- N电应力诱生的SOI- MOSFET界面陷阱

报道了正向栅控二极管 R- G电流法表征 F- N电应力诱生的 SOI- MOSFET界面陷阱的实验及其结果 .通过体接触的方式实现了实验要求的 SOI- MOSFET栅控二极管结构 .对于逐渐上升的累积应力时间 ,测量的栅控二极管电流显示出明显增加的 R- G电流峰值 .根据 SRH理论的相关公式 ,抽取出来的诱生界面陷阱密度是随累积应力时间的上升而呈幂指数的方式增加 ,指数为 0 .4.这一实验结果与文献先前报道的基本一致     

超薄栅氧化物pMOSFET器件在软击穿后的特性

研究了在软击穿后MOS晶体管特性的退化.在晶体管上加均匀的电压应力直到软击穿发生的过程中监控晶体管的参数.在软击穿后,输出特性和转移特性只有小的改变.在软击穿发生时,漏端的电流和域值电压的退化是连续变化的.但是,在软击穿时栅漏电流突然有大量的增加.对软击穿后的栅漏电流增量的分析表明,软击穿后的电流机制是FN隧穿,这是软击穿引起的氧化物的势垒高度降低造成的.     

超薄栅MOS结构恒压应力下的直接隧穿弛豫谱

随着器件尺寸的迅速减小 ,直接隧穿电流将代替 FN电流而成为影响器件可靠性的主要因素 .根据比例差值算符理论和弛豫谱技术 ,针对直接隧穿应力下超薄栅 MOS结构提出了一种新的弛豫谱——恒压应力下的直接隧穿弛豫谱 (DTRS) .该弛豫谱保持了原有弛豫谱技术直接、快速和方便的优点 ,能够分离和表征超薄栅 MOS结构不同氧化层陷阱 ,提取氧化层陷阱的产生 /俘获截面、陷阱密度等陷阱参数 .直接隧穿弛豫谱主要用于研究直接隧穿注入的情况下超薄栅 MOS结构中陷阱的产生和复合 ,为超薄栅 MOS结构的可靠性研究提供了一强有力工具 .     

高k纳米MOSFET的关态泄漏电流的研究

对纳米MOSFET关断态的栅电流、漏电流和衬底电流进行了模拟,指出边缘直接隧穿电流(IEDT)远远大于传统的栅诱导泄漏电流(IGIDL)、亚阈区泄漏电流(ISUB)及带间隧穿电流(IBTBT)。对50 nm和90 nm MOSFET器件的Id-Vg特性进行了比较,发现在高Vdd下,关态泄漏电流(Ioff)随IEDT的增加而不断增大,并且器件尺寸越小,Ioff越大。高k栅介质能够减小IEDT,进而减小了Ioff,其中HfSiON、HfLaO可以使边缘隧穿电流减小2～5个数量级且边缘诱导的势垒降低(FIBL)效应很小。但当栅介质的k>25以后,由于FIBL效应,关态泄漏电流反而增大。     

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     

超薄栅介质MOSFET直接隧穿电流自洽解模型

采用自洽解方法求解一维薛定谔方程和二维泊松方程,得到电子的量子化能级和相应的浓度分布,利用MWKB方法计算电子隧穿几率,从而得到不同栅偏置下超薄栅介质MOSFET的直接隧穿电流模型。一维模拟结果与实验数据十分吻合,表明了模型的准确性和实用性。二维模拟结果表明,低栅压下,沟道边缘隧穿电流远大于沟道中心隧穿电流,沟道各处的隧穿电流均大于一维模拟结果;高栅压下,隧穿电流在沟道的分布趋于一致,且逼近一维模拟结果。     

纳米双栅MOS器件的二维量子模拟

利用非平衡格林函数法处理开放边界条件的薛定谔方程,与泊松方程自洽求解,在实空间实现了对纳米量级双栅MOS器件的二维量子模拟。与模空间法的仿真效率及模拟结果进行了比较,对栅极漏电流受栅介质、栅与源漏交叠、栅氧层厚度的影响进行了研究。     

SOI LDD MOSFET的栅电流的模拟

本文介绍一种采用载流子总量方法分析ＳＯＩ ＭＯＳＦＥＴ器件特性及热载流子效应的数值模型。使用专用模拟程序ＬＡＤＥＳ７联解器件内部二维泊松方程、电子和空穴的连续性方案。ＬＡＤＥＳ７可用于设计和预测不同工艺条件、几何结构对器件性能的影响。该模型直接将端点电流、端点电压与内部载流子的输运过程联系在一起，可准确地模拟ＳＯＩ ＭＯＳＦＥＴ器件的特性并给出清晰的内部物理图象。本文给出了ＬＡＤＥＳ７软件模拟的部     

Si3N4栅MOS器件的隧穿电流模拟

随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100 nm时代,栅绝缘层直接隧穿(Direct Tunnel-ing,DT)电流逐渐增大.使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题.文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较.