深亚微米pMOS器件的HCI和NBTI耦合效应与物理机制

研究了深亚微米pMOS器件的热载流子注入(hot-carrier injection,HCI)和负偏压温度不稳定效应(negative bias temperature instability,NBTI)的耦合效应和物理机制.器件在室温下的损伤特性由HCI效应来控制.高温条件下,器件受到HCI和NBTI效应的共同作用,二者的混合效应表现为NBTI不断增强的HCI效应.在HCI条件下器件的阈值电压漂移依赖沟道长度,而NBTI效应中器件的阈值电压漂移与沟道长度无关,给出了分解HCI和NBTI耦合效应的方法.

超深亚微米PMOS器件的NBTI退化机理

对超深亚微米PMOS器件的负栅压温度不稳定性(NBTI)退化机理进行了研究.主要集中在对器件施加NBT和随后的PBT应力后器件阈值电压的漂移上.实验证明反型沟道中空穴在栅氧中的俘获以及氢分子在栅氧中的扩散是引起NBTI退化的主要原因.当应力条件变为PBT时,陷落的空穴可以快速退陷,但只有部分氢分子可以扩散回栅氧与衬底界面钝化硅悬挂键,这就导致了PBT条件下阈值电压只能部分恢复.

NBT导致的深亚微米PMOS器件退化与物理机理

研究了深亚微米PMOS器件在负偏压温度 (negativebiastemperature,NBT)应力前后的电流电压特性随应力时间的退化 ,重点分析了NBT应力对PMOS器件阈值电压漂移的影响 ,通过实验证明了在栅氧化层和衬底界面附近的电化学反应和栅氧化层内与氢相关的元素的扩散 ,是PMOS器件中NBT效应产生的主要原因 .指出NBT导致的PMOS器件退化依赖于反应机理和扩散机理两种机理的平衡 .

深亚微米PMOS/SOI热载流子效应研究与寿命评估

通过测量深亚微米器件的跨导、阈值电压等参数的退化与应力条件的关系 ,分析SOIPMOS器件尺寸进入深亚微米后的热载流子效应引起的退化规律。模拟了在最坏应力条件下 ,最大线性区跨导 Gm max 退化与漏偏压应力 Vd的关系 ,以及器件寿命与应力 Vd

深亚微米MOS器件的热载流子效应

对深亚微米器件中热载流子效应 (HCE)进行了研究 .还研究了沟道热载流子的产生和注入以及与器件工作在高栅压、中栅压和低栅压三种典型的偏置条件的关系 .在分析热载流子失效机理的基础上 ,讨论了热载流子效应对电路性能的影响 .提出影响晶体管热载流子效应的因素有 :晶体管的几何尺寸、开关频率、负载电容、输入速率及晶体管在电路中的位置 .通过对这些失效因素的研究并通过一定的再设计手段 ,可以减少热载流子效应导致的器件退化 .

深亚微米SOIMOS器件研究与设计

利用自己设计的适合深亚微米SOIMOS器件模型及SPICE电路模拟程序 ,详细分析了小尺寸SOI器件的阈值电压、饱和漏电流、电导、跨导等与工艺参数的关系 ,通过大量的模拟、计算 ,我们提出了小尺寸FDSOIMOSFET的设计方案 ,并根据该方案研制出性能优良的沟道长度为 0 2

一个适用于模拟电路的深亚微米SOIMOSFET器件模型

从数值解源端和饱和点的表面电势出发 ,考虑模拟电路对 SOI MOSFET模型的一些基本要求如电荷守恒、器件源漏本征对称、各个工作区间连续并且高阶可导以及全耗尽和部分耗尽两种工作模式的转变 ,构建了一个能够满足这些要求的精确的器件模型 .同时包含了深亚微米 SOI MOSFET的一些二级效应如漏极诱生势垒降低效应 (DIBL )、速度饱和效应、自热效应等 .这个模型的参数相对较少并且精确连续 。

深亚微米半导体器件模拟方法的分析与设计

对半导体器件模拟软件系统的构造进行了全面系统的分析，对所涉及到的关键问题进行了深入讨论。研究了适合于深亚微米半导体器件的流体动力学模型的物理实质、相互关系和选取原则，总结了非线性偏微分方程组系统的离散技术，提出了可行的迭代求解算法与方法，完成了面向对象的模拟软件结构分析与系统设计，初步探讨了基于ＣＯＲＢＡ

深亚微米pHEMT器件的建模

针对0.25μmpHEMT器件,建立了其小信号和非线性等效电路模型,采用窄脉冲测试技术提高了深亚微米器件的测试精度,采用改进的Materka模型提高了模型的模拟精度。已建立的两种0.25μmpHEMT模型已用于毫米波VCO和PA的设计中。

深亚微米MOS器件的物理、结构与工艺

本文从器件物理、器件结构和工艺等三个方面介绍了深亚微米器件。包括 :短沟道效应 ;LDD和SOI结构 ;移相掩模光刻技术和多层金属布线工艺。

深亚微米工艺中场氧器件静电防护能力的研究

研究了FOD在输入、输出和电源箝位部分ESD的工作特点,在0.18μm5V EEPROM CMOS工艺下流片、测试并分析了针对输入、输出和电源箝位的三种主流的ESD保护FOD器件,通过传输线脉冲测试仪的测量,重点分析了特征尺寸对器件ESD特性的影响及其设计方法。结果表明:影响FOD的ESD性能的主要因素是沟道长度、漏极长度和漏极接触孔到有源区的距离;增加沟道长,可适当提高FOD的ESD开启电压,但是会降低ESD防护性能;增加FOD的漏极长度和漏极接触孔到有源区的距离,可以提高FOD的ESD防护性能。提出了一种新型的浮体多晶硅岛屿型FOD结构,该结构不但结构简单,而且具有良好的ESD防护性能。

击穿18V的高压LDD PMOS器件的研制

从Synopsys TCAD的软件模拟出发,基于0.8μm标准CMOS工艺,通过重新设计高压N阱,以及优化器件LDD区域注入剂量,成功研制了栅长0.8μm击穿电压达到18V的LDD结构的高压PMOS器件,并实现了低高压工艺的兼容。研制的宽长比为18/0.8的PMOS器件截止电流在500pA以下,阈值电压为-1.5V,-10V栅压下饱和电流为-5.6mA,击穿电压为-19V。器件主要优点是关态漏电小,且器件尺寸不增加,不影响集成度,满足微显示像素驱动电路对高压器件的尺寸要求,另外与其他高压器件相比更容易实现,节约了成本。

与常规CMOS工艺兼容的高压PMOS器件设计与应用

采用常规P阱CMOS工艺,实现了与CMOS工艺兼容的高压PMOS器件。制作的器件,其击穿电压为55 V,阈值电压0.92 V,驱动电流25 mA。对所设计的CMOS兼容高压PMOS器件的制造工艺、器件结构和测试等方面进行了阐述。该器件已成功应用于VFD平板显示系列电路。

pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

研究了在热载流子注入HCI(hot-carrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性.测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移,并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比.在这两种应力偏置条件下,pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强.由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场,使得器件特性严重退化.给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释.

深亚微米PD和FD SOIMOS器件热载流子损伤的研究

研究了深亚微米PD和FDSOIMOS器件遭受热载流子效应(HCE)后引起的器件参数退化的主要差异及其特点,提出了相应的物理机制,以解释这种特性。测量了在不同应力条件下最大线性区跨导退化和阈值电压漂移,研究了应力Vg对HCE退化的影响,并分别预测了这两种器件的寿命,提出了10年寿命的0.3μm沟长的PD和FDSOIMOS器件所能承受的最大漏偏压。

响应表面方法与模拟相结合用于埋沟道PMOS器件性能优化

响应表面方法与ＴＣＡＤ相结合是一个极具潜力的有用技术，它可以极大地减少研制和优化ＩＣ工艺的时间和成本。本文介绍了用响应表面的实验设计与模拟相结合获得模型方程并用于工艺优化的方法和优点。Ｄ－优化的设计方法和其他措施结合改善模型拟合精度，得到的响应表面用于对亚微米埋沟道ＰＭＯＳ器件性能进行预测和优化。用响应表面得到优化的工艺条件。

深亚微米CMOS器件可靠性机理及模型

随着CMOS集成电路特征尺寸的不断缩小,特别是在其发展到深亚微米阶段之后,CMOS器件面临着负偏置温度的不稳定性、栅氧化层经时击穿、互连系统的电迁移和热载流子注入等可靠性问题。重点对近年来研究得到的深亚微米CMOS器件可靠性机理及其可靠性模型进行了总结。

基于BSIM3的超深亚微米器件建模及模型参数提取

对适用于超深亚微米电路模拟的 MOSFET器件模型进行了研究 ,完成计入量子效应、多晶硅耗尽效应等基于 BSIM3的 MOSFET模型。针对阈值电压模型以及 I- V模型中的参数编写了模型参数提取程序 ,采用最小二乘法原理 ,并采用麦夸脱算法以降低参数提取结果对初值的依赖 ,对已有参数进行了修正。模型以及参数提取结果都分别进行了验证。

一种高压PMOS器件低剂量辐照效应分析

对MOS器件总剂量辐照机理的研究,多从γ射线在SiO_2中产生电子-空穴对,以及γ射线作用在SiO_2-Si界面上产生新生界面态方面出发,分析γ射线对MOS器件的阈值影响,但很少分析γ射线对高压MOS器件漏源击穿电压的影响。文章针对低剂量γ射线对高压PMOS器件中漏源击穿电压的作用进行综合分析;重点研究了低剂量辐照情况下高压PMOS器件的漏源击穿电压特性相对于常规剂量辐照后的变化。研究表明:低剂量的γ射线会引起高压PMOS器件漏源发生严重漏电;高压PMOS器件版图设计不当时,长期的低剂量γ射线会引起高压CMOS集成电路发生功能失效的风险。

深亚微米器件Monte Carlo模拟的数学模型

讨论了深亚微米半导体器件模拟的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法（ＭＣＭ），并简要阐述了玻耳兹曼模型（ＢＴＭ）、漂移扩散模型（ＤＤＭ）和流体动力学模型（ＨＤＭ）之间的关系．