极细沟道NMOSFET中的大幅度随机电报信号噪声

研究了极细沟道 NMOSFET器件的随机电报信号噪声 ( RTS)的特征 .首次在室温下观测到了大幅度 (大于 60 % )的 RTS,发现当器件工作在弱反型区时 ,RTS幅度基本与温度和栅压无关 .对 RTS的动力学机制的分析及数值模拟表明 ,载流子数涨落与迁移率涨落引起的 RTS的幅度随着沟道宽度的减小而增加 ,当沟道宽度减小至 40 nm以下时 ,由荷电陷阱对沟道载流子散射而产生的迁移率涨落对细沟道中 RTS幅度的影响起主导作用 .

短沟道MOS器件随机电报信号噪声的检测与分析

随机电报信号(RTS)噪声是表征短沟道器件可靠性的重要敏感参数,能敏感地反映MOS器件中的边界陷阱,为探测小尺寸器件中的缺陷提供了有效的手段。为了能够准确测量出RTS,采用了无噪声偏置电路,设计了两级抑噪电路。在两通道三个运算放大器的基础上,设计了RTS噪声测量放大器,提出一种改进的变步长LMS数字滤波器算法,构造了步长函数和误差的相关值之间的非线性表达式。实验结果表明,在较小的RTS时间常数下,相同精度时,参量提取的误差比传统方法减小20%,同时新算法具有更快的收敛速度,良好的稳态误差性。

随机电报信号噪声时间参数的提取方法

随机电报信号(RTS)噪声是表征短沟道MOS器件可靠性的重要敏感参数,利用RTS噪声可确定半导体器件内部陷阱的位置。为了能够准确提取RTS噪声信号的时间特征参量,采用了经验模态分解(EMD)方法处理器件内部被激发的本征低频噪声信号,并提出了利用能量等效的方法对RTS噪声的时间参量进行提取。实验结果表明,噪声的滤波效果优于传统的算法,降低了系统的背景噪声,相同采样点时,参量提取的误差比传统方法可减小40%,相同精度时,采样点仅为传统方法采样数目的 1/20,提高了提取参量的灵敏度。

MOSFET中大幅度随机电报信号噪声的动力学特性

对 MOSFET器件的随机电报信号噪声 ( RTS)的特征进行了研究。室温下在极细沟道样品中观测到了大幅度 (大于 60 % )的 RTS,通过测量 RTS的俘获时间和发射时间与栅压和温度的依赖关系 ,获得了氧化层陷阱的位置与能级 ,证实了氧化层陷阱的热激活模型在细沟道 n MOSFET中仍然成立。同时发现当器件工作在弱反型区时 ,RTS幅度基本与栅压无关。对 RTS的动力学机制的分析及数值模拟表明 ,当沟道宽度减小至 4 0 nm以下时 ,由荷电陷阱对沟道载流子散射而产生的迁移率涨落对 RTS的幅度的影响起主导作用。

场效应晶体管随机电报信号噪声的探测及分析

为了快速准确自动识别随机电报信号,文中基于Sagittarius操作平台,提出了一种适用于工业生产环境的场效应晶体管随机电报信号噪声的全自动测量系统,分析了随机电报信号噪声的识别算法.研究结果表明:以40nm低能耗CMOS工艺的实际产品验证了Sagittarius全自动测量系统的测试方法及分析算法,实现了MOSFETs随机电报信号噪声的快速、精确测量,满足了随机电报信号噪声的自动分析功能.

辐射导致CMOS图像传感器暗电流随机电报信号

针对空间和核工业应用中辐射引起CMOS图像传感器产生暗电流随机电报信号(DC-RTS)问题,对0.18μm CMOS图像传感器进行不同能量质子、γ射线的辐照试验,辐照后对DC-RTS特征参数进行分析。试验结果表明:由于位移损伤和电离总剂量效应产生的RTS缺陷不同,两种DC-RTS在台阶、最大跳变幅度、平均时间等参数存在差异。相比于位移损伤产生的DC-RTS,电离总剂量产生的DC-RTS具有跳变幅度小、平均时间长的波动特点,导致此类DC-RTS难以检测分析。像素积分期间传输栅电压会对电离总剂量诱发的DC-RTS产生影响。上述工作为深入认识CMOS图像传感器DC-RTS现象、探索相关抑制技术提供重要参考。

源极跟随器离子注入工艺对RTS噪声影响分析

随机电报信号(Random Telegraph Signal, RTS)噪声是影响CMOS图像传感器图像质量的主要因素之一。伴随着集成电路制造工艺技术的高速发展,源极跟随器(Source Follower, SF)晶体管栅极尺寸不断缩小,使得对RTS噪声影响也愈发增大。文章研究了不同源极跟随器离子注入工艺对RTS噪声的影响,通过工艺优化后,可获得最佳的RTS噪声改善效果。

纳米MOS器件RTS噪声测量与分析

提出了一种基于虚拟仪器的纳米MOS器件随机电报信号噪声测量方法.应用虚拟仪器平台采集随机电报信号噪声的时间序列,采用逐点差分和高斯函数拟合方法,提取了随机电报信号噪声的相对幅度,再通过数字滤波和指数函数拟合方法提取随机电报信号噪声时常数.通过对90 nm MOS器件的测量分析,结果表明该方法不但计算速度远高于传统方法,而且在相同精度要求下,需要的采样点仅为传统方法的1/10.在随机电报信号时常数较小的情况下,测量精度为传统方法的几倍到几十倍.

介质中双缺陷电荷对碳纳米管场效应晶体管量子输运特性的影响

用非平衡格林函数理论和紧束缚模型近似计算长沟道弹道输运p型碳纳米管场效应管中电流强度.研究当场效应管介质(SiO2)中存在两个带电缺陷时,载流子散射所引起的电流强度减小和栅极阈值电压偏移量与缺陷位置的关系.介质中两个缺陷所带电荷Q1=Q2=+e(-e为电子电荷),都靠近源极或者都靠近漏极,或者一个电荷靠近源极另一个电荷靠近漏极.在工作状态下,所引起的电流强度相对减小比介质中只存在单个正电荷Q=+e且靠近源极(或漏极)时所引起的电流强度相对减小大得多.如果两个正电荷都在沟道中央附近,随着两个电荷的轴向距离减小,栅极阈值电压偏移的绝对值明显增加.栅极阈值电压偏移可达到-0.35 V.