PDSOI CMOS SRAM单元临界电荷的确定

PDSOI CMOS SRAM单元的临界电荷(Critical Charge)是判断SRAM单元发生单粒子翻转效应的依据.利用针对1.2μm抗辐照工艺提取的PDSOI MOSFET模型参数,通过HSPICE对SRAM 6T存储单元的临界电荷进行了模拟,指出了电源电压及SOI MOEFET寄生三极管静态增益β对存储单元临界电荷的影响,并提出了在对PDSOI CMOS SRAM进行单粒子辐照实验中,电源电压的最恶劣偏置状态应为电路的最高工作电压.     

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.     

薄栅氧化层0.25μm RF PDSOI NMOSFETs电离总剂量辐照效应研究

本文研制了一种与0.1μm SOI CMOS工艺兼容的射频PD SOI NMOSFET,并分析了电离总剂量辐照对四种不同结构射频器件的静态特性和频率特性的影响,分别包括前/背栅阈值、泄漏电流、跨导,输出特性以及交流小信号电流增益和最大有效/稳定增益。实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的g射线辐照,所有的射频PDSOI NMOSFET的静态和射频特性均表现出明显退化,其中以浮体NMOSFET变化最大。虽然损失了部分驱动电流、开关速度和高频特性,LBBC型体接触结构的射频器件仍表现出优于GBBC和BTS型体接触结构的射频器件的抗电离总剂量辐照的能力。     

PDSOI nMOSFETs关态击穿特性

分别采用不同的背栅沟道注入剂量制成了部分耗尽绝缘体上硅浮体和H型栅体接触n型沟道器件.对这些器件的关态击穿特性进行了研究.当背栅沟道注入剂量从1.0×1013增加到1.3×1013cm-2,浮体n型沟道器件关态击穿电压由5.2升高到6.7V,而H型栅体接触n型沟道器件关态击穿电压从11.9降低到9V.通过测量寄生双极晶体管静态增益和漏体pn结击穿电压,对部分耗尽绝缘体上硅浮体和H型栅体接触n型沟道器件的击穿特性进行了定性解释和分析.     

PDSOI体源连接环形栅nMOS特性研究

提出了一种基于部分耗尽绝缘体上硅的体源连接环形栅nMOS器件,并讨论了相应的工艺技术和工作机理。采用体源连接环形栅器件结构,有效地抑制了浮体环形栅器件中存在的浮体效应和寄生双极晶体管效应,使器件性能得到很大的提高。消除了浮体环形栅器件的反常亚阈值斜率和Kink效应,DIBL从120.7mV/V降低到3.45mV/V,关态击穿电压从4.8V提高到12.1V。最后指出,体源连接环形栅器件非常适合于抗辐照加固等应用领域。     

Deep submicron PDSOI thermal resistance extraction

Deep submicron partially depleted silicon on insulator (PDSOI) MOSFETs with H-gate were fabricated based on the 0.35μm SOI process developed by the Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences. Because the self-heating effect (SHE) has a great influence on SOI, extractions of thermal resistance were done for accurate circuit simulation by using the body-source diode as a thermometer. The results show that the thermal resistance in an SOI NMOSFET is lower than that in an SOI PMOSFET; and the thermal resistance in an SOI NMOSFET with a long channel is lower than that with a short channel. This offers a great help to SHE modeling and parameter extraction.     

SOI和体硅MOSFET大信号非准静态效应比较研究

研究了全耗尽SOI、部分耗尽SOI和体硅NMOS器件中源、漏、栅和衬底电流的非准静态现象。研究表明,在相同的结构参数下,体硅器件的非准静态效应最强,PDSOI次之,FDSOI最弱。指出了沟道源、漏端反型时间和反型程度的不同是造成非准静态效应的内在原因。最后提出临界升压时间的概念,以此对非准静态效应进行定量表征,深入研究器件结构参数对非准静态效应的影响规律。结果显示,通过缩短沟道长度、降低沟道掺杂浓度、减小硅膜厚度和栅氧厚度、提高埋氧层厚度等手段,可以弱化SOI射频MOS器件中的非准静态效应。     

A total dose radiation model for deep submicron PDSOI NMOS

In most of the total dose radiation models,the drift of the threshold voltage and the degradation of the carrier mobility were only studied when the bulk potential is zero.However,the measured data indicate that the total dose effect is closely related to the bulk potential.In order to model the influence of the bulk potential on the total dose effect,we proposed a macro model.The change of the threshold voltage,carrier mobility and leakage current with different bulk potentials were all modeled in this model,and the model is well verified by the measured data based on the 0.35μm PDSOI process developed by the Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences,especially the part of the leakage current.     

RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应

研制了一种用于射频领域的叉指栅PDSOI LDMOS晶体管,并分析了总剂量辐照对其静态和小信号射频特性的影响. 其静态工作模式下的辐照响应由前/背栅阈值、泄漏电流、跨导和输出特性表征,而其交流工作模式下的辐照响应由截止频率和最高振荡频率表征. 实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的γ射线辐照,不同尺寸和结构的射频SOI LDMOS晶体管的各项指标均表现出明显退化,并且仅当器件工作在静态模式时LBBC LDMOS才表现出优于BTS LDMOS的抗辐照性能.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 3线-8线译码器

报道了一种制作在SIMOX晶圆之上的总计量加固的2μm部分耗尽SOI CMOS 3线-8线译码器电路,其辐照特性由晶体管的阚值电压、电路的静态泄漏电流以及电流电压特性曲线表征.实验表明,该译码器的抗总剂量能力达3×105rad(Si),nMOS管和pMOS管在最坏情况下前栅沟道阈值漂移分别小于20和70mV,并且在辐照、退火以及后续追加辐照过程中无明显的泄漏电流增加,电路的功能并未退化.