pMOSFET的NBTI退化机理及内在影响因素

研究了P型MOSFET的NBTI效应退化机理,以及栅氧化层电场和沟道载流子浓度对NBTI效应的影响.首先,通过电荷泵实验对NBTI应力带来的p M OSFET的界面损伤进行了测试,并利用TCAD仿真软件对测试结果进行分析,结果表明该器件的NBTI退化主要由其沟道区的界面态产生引起,而电荷注入的影响相对可以忽略.然后,通过施加衬底偏置电压的方法实现了增加器件栅氧化层电场但保持沟道载流子浓度不变的效果,进而研究了栅氧化层电场和沟道载流子浓度2个内在因素分别对NBTI退化的影响.最后,通过对比不同栅极电压和不同衬底偏置电压条件下器件的2个内在影响因素变化与NBTI退化的关系,证明了p MOSFET的NBTI效应主要由器件的栅氧化层电场决定,沟道载流子浓度对器件NBTI效应的影响可以忽略.

基于1200V 4H-SiC CIMOSFET结构的优化研究

提出了一种1200V 4H-SiC CIMOSFET优化结构。该结构在JFET区引入P型注入,以降低栅氧化层电场,提高器件的可靠性;在积累区引入N型注入,以降低器件的比导通电阻,提高器件的电流能力。通过Silvaco软件进行仿真,对器件各项参数优化,并对器件性能进行简要说明与分析,与传统1200V 4H-SiC MOSFET相比,其比导通电阻增加0.59mΩ·cm^2,V_(DS)=1200V时,栅氧化层电场强度下降1.52MV/cm。