超深亚微米P^＋栅PMOSFET中NBTI效应及其机理研究

本文深入研究了P^ 栅PMOSFET中的NBTI效应，首先通过实验分析了NBTI应力后器件特性及典型参数的退化，基于这些实验结果提出了一种可能的NBTI效应发生机制：即由水分子参与的Si—SiO2界面处的电化学反应．最后从工艺的角度给出了减小和抑制NBTI效应的方法．     

影响PMOSFET中NBTI效应的相关因素研究

在PMOSFET上施加负栅压和高温应力后，出现的NBTI效应是超深亚微米MOS器件中重要的可靠性问题之一。研完了NBTI效应对PMOSFET器件参数的影响及其产生机理；基于NBTI效应的产生模型，分析了Si／SiO2界面处氢、氮和水等相关因素对NBTI效应的影响；介绍了减小NBTI效应的方法。     

深亚微米p+栅pMOSFET中NBTI效应及氮在其中的作用

研究了p+栅pMOSFET中的NBTI效应.通过实验分析了NBTI应力后器件特性及典型参数的退化,研究了氮化栅氧中氮对NBTI效应的作用,并给出了栅氧中的氮对NBTI效应影响的可能机制,即栅氧中氮形成的Si-N键不易被分解,但栅氧中的氮提供了H+的陷阱中心,导致NBTI效应中氧化层正固定电荷的增加,其总体效果表现为氮对NBTI效应退化影响的增加.     

深亚微米p+栅pMOSFET中NBTI效应及氮在其中的作用

研究了p+栅pMOSFET中的NBTI效应．通过实验分析了NBTI应力后器件特性及典型参数的退化，研究了氮化栅氧中氮对NBTI效应的作用，并给出了栅氧中的氮对NBTI效应影响的可能机制，即栅氧中氮形成的Si—N键不易被分解，但栅氧中的氮提供了H＋的陷阱中心，导致NBTI效应中氧化层正固定电荷的增加，其总体效果表现为氮对NBTI效应退化影响的增加．     

超深亚微米PMOSFET器件的NBTI效应

研究了超深亚微米PMOS器件中的NBTI(负偏置温度不稳定性)效应,通过实验得到了NBTI效应对PMOSFET器件阈值电压漂移的影响,并得到了在NBTI效应下求解器件阈值电压漂移的经验公式.分析了影响NBTI效应的主要因素:器件栅长、硼穿通效应和栅氧氮化以及其对器件寿命退化的作用.给出了如何从工艺上抑制NBTI效应的方法.     

超深亚微米PMOSFET器件的NBTI效应

研究了超深亚微米PMOS器件中的NBTI(负偏置温度不稳定性)效应,通过实验得到了NBTI效应对PMOSFET器件阈值电压漂移的影响,并得到了在NBTI效应下求解器件阈值电压漂移的经验公式.分析了影响NBTI效应的主要因素:器件栅长、硼穿通效应和栅氧氮化以及其对器件寿命退化的作用.给出了如何从工艺上抑制NBTI效应的方法     

PMOSFET动态NBTI效应的研究

负偏压温度不稳定性效应(NBTI)已经成为影响CMOS集成电路可靠性的一个关键因素,而动态应力条件下的NBTI效应对器件和电路的影响越来越受到关注。对PMOSFET的动态NBTI效应进行了系统介绍,讨论了动态应力条件下NBTI(DNBTI)效应和静态应力下NBTI(SNBTI)退化机理,综述了DNBTI效应的动态恢复机制以及影响因素,最后介绍了NBTI效应对电路的影响。随着器件尺寸的日益缩小,如何提高电路的可靠性变得日益重要,进一步研究NBTI效应对电路的影响从而进行NBTI电路级可靠性设计已成为集成电路设计关注的焦点。     

深亚微米槽栅PMOSFET特性研究

基于流体动力学能量输运理论,对槽栅PMOSFET器件的端口特性进行了仿真研究,包括栅极特性、漏极驱动能力和抗热载流子性能等。仿真结果表明,与平面器件相比,槽栅结构很好地抑制了短沟道效应和漏感应势垒降低效应,并具有较好的抗热载流子性能,但其漏极驱动能力低于平面器件,并从内部物理机制上解释了上述区别。     

注氟加固PMOSFET的电离辐射响应与时间退火效应

研究了注F加固PMOSFET的总剂量辐照响应特性和辐照后由氧化物电荷、界面态变化引起的阈电压漂移与时间、温度、偏置等退火条件的关系，发现一定退火条件下注F加固PMOSFET由于界面态密度、特别是氧化物电荷密度继续增加，使得电路在电高辐照后继续损伤，探讨了加速MOS器件电离辐照感生界面态生长的方法。     

受主型界面态在深亚微米槽栅PMOSFET中引起退化的研究

界面态引起的器件特性的退化是深亚微米微米器件失效的一个重要因素,本文基于流体动力学能量输运模型,对沟道杂质浓度不同的槽机和平面PMOSFET中受主型界面态引起的器件特性的退化进行了分析,研究结果表明同样浓度的界面态浓度在槽栅器件中引起的器件特性的漂移远大于平面器件,且P型受主型界面态度对器件特性的影响也远大于N型界面态,沟道杂质浓度不同,界面态引起的器件特性的退化不同。     

NBTI的研究进展和改善途径

本文首先介绍了发生于PMOSFET器件上的NBTI（负偏压温度不稳定性）的基本理论,介绍了NBTI的两种衰退机理（反应-扩散模型和电荷俘获-脱离模型）,指出它们各自的适用范围,并针对新的NBTI测试方法的采用,探讨了对可靠性性能估计的影响。最后总结了遏制NBTI效应的研究成果。     

NBTI效应及其对集成电路设计的影响

可靠性设计是现代集成电路设计需要考虑的一个重要问题.对影响电路可靠性的一个最主要效应——P-MOSFET的NBTI效应进行了系统的介绍.给出了不同电压、温度下器件性能随时间变化趋势的最新研究成果.最后介绍了SPICE考虑器件器件退化的电路模拟流程.在器件尺寸日益缩小的今天,这些将成为集成电路设计关注的焦点.     

Effect of Si capping layer on the interface quality and NBTI of high mobility channel Ge-on-Si pMOSFETs

The effects of a Si capping layer on the device characteristics and negative bias temperature instability (NBTI) reliability were investigated for Ge-on-Si pMOSFETs. A Ge pMOSFET with a Si cap shows a lower subthreshold slope (SS), higher transconductance (G_m) and enhanced drive current. In addition, lower threshold voltage shift and G_m,max degradation are observed during NBTI stress. The primary reason for these characteristics is attributed to the improved interface quality at the high-k dielectric/substrate interface. Charge pumping was used to verify the presence of lower density of states in Ge pMOSFETs with a Si cap.     

Snapback应力对90nm nMOSFET栅氧化层完整性的影响

基于测试对snapback应力引起的栅氧化层损伤特性和损伤位置进行了研究．研究发现应力期间产生的损伤引起器件特性随应力时间以近似幂指数的关系退化．应力产生的氧化层陷阱将会引起应力引起的泄漏电流增加，击穿电荷减少，也会造成关态漏泄漏电流的退化．栅氧化层损伤不仅在漏区一侧产生，而且也会在源区一侧产生．热空穴产生的三代电子在指向衬底的电场作用下向Si-SiO2界面移动，这解释了源区一侧栅氧化层损伤的产生原因．     

深亚微米槽栅PMOSFET结构参数对其抗热载流子效应和短沟道抑制作用的影响

基于流体动力学能量输运模型 ,利用二维仿真软件 Medici对深亚微米槽栅 PMOS器件的结构参数 ,如凹槽拐角、负结深、沟道和衬底掺杂浓度对器件抗热载流子特性和短沟道效应抑制作用的影响进行了研究 .并从器件内部物理机理上对研究结果进行了解释 .研究发现 ,随着凹槽拐角、负结深的增大和沟道杂质浓度的提高 ,器件的抗热载流子能力增强 ,阈值电压升高 ,对短沟道效应的抑制作用增强 .而随着衬底掺杂浓度的提高 ,虽然器件的短沟道抑制能力增强 ,但抗热载流子性能降低     

栅介质氧化层缺失缺陷的形成原因及解决方案

氮氧化技术是45 nm及以下技术节点栅介质制备的关键工艺,严格控制由氮氧化工艺所诱发的界面缺陷是提高栅介质质量的重点.研究了形成栅介质氧化层缺失缺陷的原因,并提出了解决方案.结果表明,原位水蒸气生成(ISSG)热氧化形成栅介质氧化层后的实时高温纯惰性氮化热处理工艺是形成栅介质氧化层缺失缺陷的主要原因;在实时高温纯惰性氮化热处理工艺中引入适量的O2,可以消除栅介质氧化层的缺失缺陷.数据表明,引入适量O2后,栅介质氧化层的界面陷阱密度(Dit)和界面总电荷密度(ΔQtot)分别减少了12.5％和26.1％;pMOS器件负偏压不稳定性(NBTI)测试中0.1％样品失效时间(t0.1％)和50％样品失效时间(t50％)分别提高了18％和39％;32 MB静态随机存储器(SRAM)在正常工作电压和最小工作电压分别提高了9％和13％左右.