用MOS恒定电荷法测定半导体少子的体产生寿命及表面产生速度

在MOS由深耗尽态恢复到平衡反型态的过程中,如果MOS系统的总电荷保持恒定,则用半导体表面势(ψ_s)与MOS的瞬态微分电压(dv/dt)之间的渐近线性关系,可以同时确定少子的体产生寿命及表面产生速度.实验装置可以直接显示ψ_s-dv/dt曲线,省去了Zerbst方法的繁琐作图程序.     

差值取样谱函数定理及其在研究MOS陷阱弛豫效应方面的应用

本文利用Rolle定理证明了一个差值取样谱函数定理.阐明了,只要陷阱弛豫原函数满足这个定理的必要条件,则其差值取样转换函数——弛豫谱函数就一定具有谱峰特征.这个定理也为差分取样谱技术提供了相应的数学模型。给出了几个例证.     

一种新的确定少子产生特性的方法--瞬态电容弛豫谱方法

本文基于差值取样谱定理,提出一种用于同时确定少子寿命及表面产生速度的新方法———瞬态电容弛豫谱方法,该方法利用谱的峰值位置和高度能同时、准确、唯一地得到少子寿命及表面产生速度．同时将该方法与Ｚｅｒｂｓｔ方法得到的结果进行了对比．     

Determination of Threshold Voltage and Mobility of MOSFET by Proportional Difference Operator

Proportional Difference Operator (PDO) method is proposed for the first time to determine the key parameters of a MOSFET, including the threshold voltage and ca rrier mobility.This method is applied to the transfer characteristic of a MOSFET first, and then the effect of gate voltage on carrier mobility is considered. The dependence of carrier mobility on the gate voltage is obtained.     

热载流子应力下n-MOSFET线性漏电流的退化

研究了不同沟道和栅氧化层厚度的n-M O S器件在衬底正偏压的VG=VD/2热载流子应力下,由于衬底正偏压的不同对器件线性漏电流退化的影响。实验发现衬底正偏压对沟长0.135μm,栅氧化层厚度2.5 nm器件的线性漏电流退化的影响比沟长0.25μm,栅氧化层厚度5 nm器件更强。分析结果表明,随着器件沟长继续缩短和栅氧化层减薄,由于衬底正偏置导致的阈值电压减小、增强的寄生NPN晶体管效应、沟道热电子与碰撞电离空穴复合所产生的高能光子以及热电子直接隧穿超薄栅氧化层产生的高能光子可能打断S i-S iO2界面的弱键产生界面陷阱,加速n-M O S器件线性漏电流的退化。     

用DTPDO研究超薄栅氧化层的诱生缺陷

应用直接隧道比例差分(DTPDO)谱技术研究了深亚微米MOS器件超薄栅氧化层的应力诱生缺陷。实验结果发现超薄栅氧化层直接隧道栅电流的比例差分谱存在明显的三个谱峰。这意味着在超薄栅氧化层退化的过程中有三种氧化层高场诱生缺陷共存。研究结果表明,三种缺陷的饱和缺陷密度均随着应力电压和应力温度的增加而增加。三种缺陷的特征产生时间常数与器件的实验温度、所加的应力电压和氧化层的失效时间相关。     

粗糙界面对超薄栅MOS结构的直接隧穿电流的影响

研究了粗糙界面对电子隧穿超薄栅金属 -氧化物 -半导体场效应晶体管的氧化层的影响 .对于栅厚为 3nm的超薄栅 MOS结构的界面用高斯粗糙面进行模拟来获取界面粗糙度对直接隧穿电流的影响 ,数值模拟的结果表明 :界面粗糙度对电子的直接隧穿有较大的影响 ,且直接隧穿电流随界面的粗糙度增加而增大 ,界面粗糙度对电子的直接隧穿的影响随着外加电压的增加而减小 .     

关态应力下P-MOSFETs的退化

研究了沟长从0.525μm到1.025μm 9nm厚的P-MOSFETs在关态应力(Vgs＝0,Vds＜0)下的热载流子效应．讨论了开态和关态应力．结果发现由于在漏端附近存在电荷注入,关态漏电流在较高的应力后会减小．但是低场应力后关态漏电流会增加,这是由于新生界面态的作用．结果还发现开态饱和电流和阈值电压在关态应力后变化很明显,这是由于栅漏交叠处的电荷注入和应力产生的界面态的影响．Idsat的退化可以用函数栅电流（Iｇ）乘以注入的栅氧化层电荷数（Qinj）的幂函数表达．最后给出了基于Idsat退化的寿命预测模型．     

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