NBTI和HCI混合效应对PMOSFET特性退化的影响

随着器件尺寸向超深亚微米的不断发展，负偏置温度不稳定性和热载流子注入对器件可靠性的影响越来越严重．研究了负偏置温度不稳定性和热载流子注入共同作用下的PMOSFET的退化问题．首先研究了高温沟道热载流子应力模式下负偏置温度不稳定性与热载流子注入两种效应对器件阈值电压和跨导漂移的影响，这两种效应的共同作用表现为一种负偏置温度不稳定性效应增强的热载流子注入效应；然后给出了这种混合效应的解释．最后提出了一种分解负偏置温度不稳定性和热载流子注入这两种效应的方法．     

Dose-rate effects of p-channel metal oxide semiconductor field-effect transistors at various biasing conditions

The total-dose response and annealing effect of p-channel metal oxide semiconductor field-effect transistors (PMOSFETs) were investigated at various dose rates and biasing conditions.The results show that the shift of threshold voltage is more obvious when the dose rate is decreased.Under the various dose rates and biasing conditions,some have exhibited a time-dependent effect and others showed enhanced low-dose-rate sensitivity (ELDRS).Finally,using the subthreshold-separating method,the threshold-voltage shift is separated into shifts due to interface states and oxidetrapped charges,and the underlying mechanisms of the observed effects are discussed.It has been indicated that the ELDRS effect results from the different quantities of the interface states generated at high and low dose rates.     

凹槽拐角对深亚微米槽栅PMOSFET特性的影响

为优化槽栅器件结构 ,提高槽栅 MOSFET的性能和可靠性 ,文中用器件仿真软件对凹槽拐角对深亚微米槽栅 PMOSFET的特性影响进行了研究。研究结果表明凹槽拐角强烈影响器件的特性 :随着凹槽拐角的增大 ,阈值电压上升 ,电流驱动能力提高 ,而热载流子效应大大减弱 ,抗热载流子性能增强 ,热载流子可靠性获得提高 ;但凹槽拐角过大时 (例如 90°) ,器件特性变化有所不同     

不同偏置条件下PMOSFETs的剂量率效应研究

研究了不同剂量率、不同偏置条件下,PMOSFETs的辐照响应特性;并对高剂量率辐照后的器件进行了与低剂量率辐照等时的室温退火。结果表明,随着剂量率的降低,PMOSFETs阈值电压的漂移更加明显;不同偏置条件、不同剂量率范围内表现出TDE和ELDRS两种不同的剂量率效应。利用亚阈分离技术对影响阈值电压漂移的氧化物陷阱电荷和界面态进行了详细的机理分析,认为ELDRS效应的产生是由界面态密度的差异导致的。     

不同型号PMOSFETs的剂量率效应研究

对比研究了国内外五种不同型号的PMOSFETs,在不同剂量率、不同偏置条件下的辐照响应特性;并对高剂量率辐照后的器件进行了与低剂量率辐照等时的室温退火。结果表明,随着辐照累积剂量的增加,所有器件阈值电压的漂移都更加明显;不同型号的器件在不同条件下,表现出了时间相关(TDE)和低剂量率损伤增强(ELDRS)两种不同的剂量率效应。因此,ELDRS效应在PMOSFETs器件中并不是普遍存在的。     

注入与原位掺杂ETSOI PMOSFETs性能模拟分析

利用TCAD对注入掺杂和原位掺杂ETSOI PMOSFETs进行模拟仿真分析。用从模拟中提取出来的关键特性参数进行对比,以此分析它们性能优劣。在Vtsat一样时,25 nm 栅长注入掺杂器件Ion比原位掺杂的要大200 uA/um左右。同时,9~11 nm Tsi注入掺杂器件的DIBL和SSsat也要小30~50 mV/V 和 6.3~9.1 mV/dec。在栅长为15 nm时,原位掺杂器件的ΔVtsat为-31.8 mV/nm,而注入掺杂器件却仅有-6.8 mV/nm。这些仿真结果表明通过注入得到的ETSOI PMOSFET器件性能比原位掺杂的性能更好,更稳定。