深亚微米槽栅NMOSFET结构参数对其抗热载流子特性的影响

基于流体动力学能量输运模型和幸运热载流子模型,用二维器件仿真软件Medici对深亚微米槽栅NMOSFET的结构参数,如沟道长度、槽栅凹槽拐角角度、漏源结深等,对器件抗热载流子特性的影响进行了模拟分析,并与常规平面器件的相应特性进行了比较.结果表明即使在深亚微米范围,槽栅器件也能很好地抑制热载流子效应,且其抗热载流子特性受凹槽拐角和沟道长度的影响较显著,同时对所得结果从内部物理机制上进行了分析解释.     

77K NMOSFET沟道热载流子注入效应

通过综合测试７７Ｋ和２９５Ｋ下先电子后空穴以及先空穴后电子注入时阈值电压和平带电压漂移以及Ｉ－Ｖ特性的蜕变，研究了ＮＭＯＳＦＥＴ中电荷俘获、界面态产生以及器件蜕变的低温特性和机制．提出的界面蜕变模型成功地解释了低温下ＮＭＯＳＦＥＴ热载流子增强蜕变的微观机制．     

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。     

脉冲应力增强的NMOSFET′s热载流子效应研究

本文研究了交流应力下的热载流子效应 ,主要讨论了脉冲应力条件下的热空穴热电子交替注入对NMOSFET′s的退化产生的影响 .在脉冲应力下 ,阈值电压和跨导的退化增强 .NMOSFET′s在热空穴注入后 ,热电子随后注入时 ,会有大的退化量 ,这可以用中性电子陷阱模型和脉冲应力条件下热载流子注入引起的栅氧化层退化来解释 .本文还定量分析研究了NMOSFET′s退化与脉冲延迟时间和脉冲频率的关系 ,并且给出了详细的解释 .在脉冲应力条件下 ,器件的热载流子退化是由低栅压下注入的热空穴和高栅压下热电子共同作用的结果     

深亚微米抗辐照PDSOI nMOSFET的热载流子效应

基于中国科学院微电子研究所开发的0.35 μm SOI工艺,制备了深亚微米抗辐照PDSOI H型栅nMOSFET.选取不同沟道宽度进行加速应力实验.实验结果表明,热载流子效应使最大跨导变化最大,饱和电流变化最小,阈值电压变化居中.以饱和电流退化10%为失效判据,采用衬底/漏极电流比率模型,对器件热载流子寿命进行估计,发现同等沟道长度下,沟道越宽的器件,载流子寿命越短.     

辐射对深亚微米NMOS器件热载流子效应的影响

We investigate how F exposure impacts the hot-carrier degradation in deep submicron NMOSFET with different technologies and device geometries for the first time. The results show that hot-carrier degradations on irradiated devices are greater than those without irradiation, especially for narrow channel device. The reason is attributed to charge traps in STI, which then induce different electric field and impact ionization rates during hotcarrier stress.     

抗辐射0.18μm NMOS器件热载流子效应研究

基于0.18μm CMOS工艺开发了抗总剂量辐射加固技术,制备的1.8 V NMOS器件常态性能良好,器件在500 krad(Si)剂量点时,阈值电压与关态漏电流无明显变化。研究器件的热载流子效应,采用体电流Isub/漏电流Id模型评估器件的HCI寿命,寿命达到5.75年,满足在1.1 Vdd电压下工作寿命大于0.2年的规范要求。探索总剂量辐射效应与热载流子效应的耦合作用,对比辐照与非辐照器件的热载流子损伤,器件经辐照并退火后,受到的热载流子影响变弱。评估加固工艺对器件HCI可靠性的影响,结果表明场区总剂量加固工艺并不会造成热载流子损伤加剧的问题。     

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.     

深亚微米NMOSFETs总剂量辐射与热载流子效应研究

本文对深亚微米器件的总剂量辐射与热载流子效应进行了对比试验研究。结果表明虽然总剂量与热载流子效应在损伤原理上存在相似的地方,但两种损伤的表现形式存在明显差异。总剂量辐射损伤主要增加了器件的关态泄漏电流,而热载流子损伤最显著的特点是跨导与输出特性曲线降低。分析认为,STI隔离区辐射感生氧化物正电荷形成的电流泄漏通道是造成总剂量辐射后电流增长的根源,而栅氧化层的氧化物负电荷与栅界面态的形成是造成热载流子退化的原因。因此,对二者进行加固时应侧重于不同的方面。     

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.     

电子辐照深亚微米MOS晶体管的总剂量效应

为了研究电子辐照导致CCD参数退化的损伤机理,以及CCD内不同沟道宽长比的NMOSFET的辐射效应,将与CCD同时流片的两种不同沟道宽长比的深亚微米NMOSFET进行电子辐照实验。分析了电子辐照导致NMOSFET阈值电压和饱和电流退化的情况,以及器件的辐射损伤敏感性。实验结果表明,电子辐照导致两种NMOSFET器件的参数退化情况以及辐射损伤敏感性类似。导致器件参数退化的主要原因是界面陷阱电荷,同时氧化物陷阱电荷表现出了一定的竞争关系。实验结果为研究CCD电子辐照导致的辐射效应提供了基础数据支持。     

MOS电容的热载流子损伤及其与电离辐射损伤的关系

通过对国产加固 N型 MOS电容进行衬底热电子高场注入 ( SHE)及 γ总剂量辐照实验 ,特别是进行总剂量辐射损伤后的热载流子损伤叠加实验 ,从微观氧化物电荷、界面态的感生变化及其界面态的能量分布变化等角度研究比较了 MOS结构热载流子损伤特性及与电离辐射损伤的关系。     

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。     

22 nm体硅nFinFET总剂量辐射效应研究

通过^(60)Coγ射线辐照试验,研究了22 nm工艺体硅nFinFET的总剂量辐射效应,获得了总剂量辐射损伤随辐照偏置和器件结构的变化规律及损伤机理。研究结果表明,经过开态(ON)偏置辐照后器件阈值电压正向漂移,而传输态(TG)和关态(OFF)偏置辐照后器件阈值电压负向漂移;鳍数较少的器件阈值电压退化程度较大。通过分析陷阱电荷作用过程,揭示了产生上述试验现象的原因。     

NMOS管热载流子衰退效应评价模型及寿命预测方法研究

热载流子是器件可靠性研究的热点之一.特别对于亚微米器件,热载流子失效是器件失效的一个最主要方面.通过对这种失效机理及其失效模型的研究,为设计和工艺提供帮助,从而有效降低由热载流子引起的电路失效,提高电路可靠性.本文主要针对几种典型工艺的栅氧厚度(例如:Tox分别为150 (A)、200 (A)、250 (A))的NMOSFET进行加速应力实验,提取寿命模型的相关参数,估算这些器件在正常工作条件下的寿命值,对亚微米工艺器件寿命进行快速评价.     

SOI MOSFET器件的热载流子退化机理

介绍了绝缭体上硅（SOI）材料的制作方法．阐进了SOIMOSFET器件的热载流子注入效应的失效机理。研究表明：前沟和背面缺陷的耦合效应是SOI器件的特有现象．对SOI器件的退化构成潜在的威胁。虽然失效机理比体硅器件复杂,但并不会阻碍高性能、低电压ULSI SOI电路的发展。     

65nm n沟MOSFET的重离子辐照径迹效应研究

重离子在SiO2中能产生永久径迹,因此它可能对MOS器件电学特性产生影响。文章用Geant4软件对Au和Sn两种离子进行蒙特卡洛模拟,重点分析高能粒子在SiO2中的能量沉积及径迹。基于模拟分析,对专门设计的65 nm n沟MOSFET器件进行Sn离子辐照实验,发现辐照后Ids和Ig明显增大,分析器件辐照前后阈值电压、跨导、沟道电流以及栅漏电流等特性参数变化的原因。     

深亚微米nMOSFET器件的总剂量电离辐射效应

选取了采用0.25μm工艺的两组器件进行研究.通过对这两种器件关态泄漏电流、跨导和栅电流等电学参数进行分析,得出当器件发展到深亚微米阶段时,影响其辐射效应的主要原因是场氧化层中的陷阱电荷.并对相关机理进行了分析和仿真验证.