SOI器件瞬时剂量率效应的激光模拟技术研究

为验证激光模拟技术用于半导体SOI器件瞬时剂量率效应研究的可行性,对其优势和主要原理进行了分析。利用0.13μm SOI MOS器件单管测试芯片进行了激光辐射实验,获得了不同尺寸器件辐射所激发的瞬时光电流与激光入射能量的关系曲线,并计算得到了线性拟合后的光电流表达式。通过激光实验数据与器件TCAD仿真结果的对比,获得了本文实验条件下的辐射剂量率-激光能量模拟等效关系。结果表明,激光模拟技术可用于半导体SOI器件瞬时剂量率效应研究。

0.15μm薄膜全耗尽MOS/SOI器件的设计和研制

利用自己开发的二维数值深亚微米ＳＯＩ器件模拟软件，较为详细地分析了沟道长度小于０．２μｍ 的ＳＯＩ器件的阈值电压特性、穿通和击穿特性、亚阈值特性以及直流稳态特性等．通过这些模拟和分析计算，给出了沟道长度为０．１８、０．１５和０．１μｍ 的薄膜全耗尽ＳＯＩ／ＭＯＳ器件的设计方案，并根据该设计方案成功地研制出了性能良好的沟道长度为０．１５μｍ 的凹陷沟道ＳＯＩ器件．沟道长度为０．１５μｍ 薄膜全耗尽凹陷沟道ＳＯＩ器件的亚阈值斜率为８７ｍ Ｖ／ｄｅｃ，击穿电压为１．６Ｖ，阈值电压为０．４２Ｖ，电源电压为１．５Ｖ 时的驱动电流为１．８５ｍ Ａ，泄漏电流为０．

凹陷沟道SOI器件的实验研究

本文较为详细地描述了凹陷沟道ＳＯＩ器件的结构和工艺制造技术，采用凹陷沟道技术制备的ＳＯＩ器件的性能明显优于常规厚膜部分耗尽和常规薄膜全耗尽ＳＯＩ器件的性能．采用该技术已成功地研制出沟道区硅膜厚度为７０ｎｍ、源漏区硅膜厚度为１６０ｎｍ、有效沟道长度为０．１５～４．０μｍ的高性能凹陷沟道ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ，它与常规薄膜全耗尽ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ相比，跨导及饱和漏电流分别提高了约４０％．

SOI器件高温环境实验智能控制系统

本文介绍了基于总线集成控制技术设计的SOI器件高温环境实验装置的智能控制系统。该系统集信号检测、实时全程监控、自动记录及故障报警等功能于一体,完全满足SOI器件对高温环境实验的要求。实验表明,经过该系统测试后的产品性能,在可靠性、精确度和工作效率等方面,比现有人工定时定机监测方式有明显的改善和提高。

短沟道CMOS／SOI器件加固技术研究

通过大量辐照实验分析了采用不同工艺和不同器件结构的薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗辐照特性，重点分析了Ｈ２－Ｏ２合成氧化和低温干氧氧化形成的薄栅氧化层、ＣｏＳｉ２／多晶硅复合栅和多晶硅栅以及环形栅和条形栅对ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件辐照特性的影响，最后得到了薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗核加固方案．

一种基于总剂量效应的SOI器件模型快速提取方法

从工程应用的角度介绍了一种基于总剂量效应的SOI器件模型参数的快速提取方法。首先,提取0 krad(Si)时器件的模型参数,然后针对总剂量敏感参数,对100 krad(Si)总辐射试验后的同种器件进行模型参数优化,并对得到的模型参数进行验证。结果表明,该方法所提取的模型参数准确有效,解决了国内目前在抗辐照SOI工艺中因采用标准SOI工艺SPICE模型(如BSIMSOI等)导致不能反映辐照效应对器件特性的影响且无法给出经过不同辐照剂量之后的器件特性的缺点,可用于评估辐射对SOI电路的影响。

SOI器件中瞬态浮体效应的模拟与分析

针对 SOI器件中的瞬态浮体效应进行了一系列的数值模拟 ,通过改变器件参数 ,比较系统地考察了 SOI器件中瞬态浮体效应 ,同时也研究和分析了瞬态浮体效应对 CMOS/SOI电路 (以环振电路为例 )的影响 ,并提出了抑制器件浮体效应的器件结构和参数优化设计 .

亚100nm SOI器件的结构优化分析

分析了SOI器件各结构参数对器件性能的影响 ,给出了器件各结构参数的优化方向 ,找出了可行硅膜厚度和可行沟道掺杂浓度之间的设计容区 .在部分耗尽与全耗尽SOI器件的交界处 ,阈值电压的漂移有一个峰值 ,在器件设计时应避免选用这一交界区 .此外 ,随着硅膜厚度的减小 ,器件的泄漏电流随着沟道掺杂浓度的不同 ,有一个极小值 .通过模拟分析发现 ,只要合理选择器件的结构参数 。

薄硅膜SOI器件辐射效应研究

为适应SOI技术的发展,探索相关材料参数受辐射影响程度及器件的抗辐射性能,研究了不同硅膜厚度SOI器件的总剂量辐射效应。采用^60Co作为辐射源,所选器件的辐射性能通过晶体管前栅和背栅的阈值电压漂移量进行表征。实验结果显示,所选的本单位SOI工艺的硅膜厚度必须大于205 nm才能保证器件的抗总剂量辐射能力,针对此结论利用TCAD软件进行仿真验证,归纳出相应的物理机制。对电路静态电流特性对总剂量辐射的敏感性也给出了相关的讨论与评估。

SOI器件的kink效应研究

研究了SOI器件中的kink效应,主要包括不同器件类型、不同体接触结构、沟道长度以及栅氧厚度对kink效应的影响。研究发现NMOS器件由于能够产生较多的电子空穴对,在输出特性曲线中呈现明显的kink效应,而PMOS器件由于空穴的电离率较低,碰撞电离产生的电子-空穴对远低于NMOS器件,它的kink效应不明显。对源体短接、H型栅和T型栅三种不同结构的NMOS器件进行研究,发现T型栅器件kink效应最明显。比较了不同沟道长度对kink效应的影响,发现沟道越短,kink效应越明显。比较了栅氧厚度对kink效应的影响,发现随着栅氧厚度减小,kink效应越明显,这主要是由于隧穿电流引起的。

一种基于SOI器件的高温DC/DC电源的设计

本文介绍了一种基于SOI器件的高温DC/DC电源的设计。本文重点讨论了电路拓扑结构的设计、高温元器件研究、结构设计和高温工艺设计等。

SOI器件应用展望

ＳＯＩ器件应用展望东立摘编绝缘体上硅（ＳＯＩ）衬底以优良的材料特性和适中的价格／性能比，使其成为高性能ＩＣ技术开发的热点。自８０年代末，人们对ＳＯＩ衬底技术本身的研究也不断加强，而最引人们关注的是氧注入硅衬底（ＳＩＭＯＸ）和粘合与背面腐蚀ＳＯＩ（ＢＥ...

采用硅片粘合和内向腐蚀法制作的CMOS/SOI器件的辐射响应

研究了采用硅片粘接和先用金刚石研磨、然后用非接触抛光的腐蚀方法(BE-SOI)制作薄膜SOI的制造工艺和这种膜的缺陷特性。制作了一些MOS器件,并测试了它们在辐射前后的电特性。采用TEM进行的分析表明。、这种BESOI膜无缺陷。CMOS器件具有很高的迁移率和很低的漏电流(小于1.0pA/微米)。这些器件的上表面和边缘的氧化层的辐射响应与体硅器件相近。在10兆拉德(SiO_2)剂量的辐射下,正电荷俘获和界面陷阱产生分别为-0.8和0.8V。

薄膜SOI器件和材料的研究和发展方向

随着微电子技术的高速发展，尤其是微细加工技术的突破，器件按比例缩小至涤亚微米（0.25μm）以下时，传统体硅工艺已不适用了，而薄膜SOI器件因具有集成度高、工作速度快、抗辐照能力强以及工艺简便等优点而受到人们的青睐。本文主要介绍国外SOI薄膜材科的制备方法和研究动向以及国外薄膜SOI器件的研究现状及未来的发展方向。

纳米MOSFET/SOI器件新结构

重点介绍器件进入纳米尺度后出现的MOSFET/SOI器件的新结构,如超薄SOI器件、双栅MOSFET、FinFET和应变沟道等SOI器件,并对它们的性能进行了分析。

二维短沟道SOI-MOSFET器件的背栅效应

文内提出了一种正确的直流稳态二维短沟道SOI-MOSFET器件的数值模型。所选用的基本方程是:泊松方程、两种载流子的电流连续性方程和电流密度方程。这个模型从SOI器件的特殊结构出发,着重考虑了复合-产出率对器件内部参数的影响,分析了SOI-MOSFET器件的背栅效应以及I-V特性的扭曲(Kink)效应产生的机理。

SOI器件中浮体效应的研究进展

SOI(SiliconOnInsulator)器件中氧化埋层的隔离作用带来的浮体效应,将显著地影响器件的性能。本文阐述了浮体效应产生的原因以及它对SOI器件和电路的影响,并从体接触和工艺角度两个方面介绍了目前国际上比较优异的抑制浮体效应的几种典型器件结构。

日本开发65mn以上工艺的新结构SOI器件

日本日立制作所和瑞萨科技公司共同开发了65nm以上工艺的新的高速、低功率SOI器件结构。这是一种在绝缘膜(称为BOX层的SOI结构，嵌在基板内的氧化膜层)单晶硅上生长晶体管的SOI结构，将绝缘膜厚度减薄到10nm左右，通过将原来的技术与对硅基板附加电压的基板偏压控制技术相结合，使速度提高20％，功率降低到原来的1／10。有望作为基础技术用于65nm工艺以上的高速、低功率CMOS。

簿全耗尽SOI膜N沟道MOSFET强反型电流模型

本文在仔细分析薄膜SOI器件特点及其特殊物理效应的基础上,发展了电路模拟所需要的N沟道薄全耗尽SOI膜MOSFET强反型电流模型.模拟计算和实际SOI器件测试结果之间的对比证实,在合理提取器件参数的情况下,该模型公式可较好地描述薄膜SOI器件的电流特性.

一项值得重视的低压低功耗超高速集成电路技术——TFSOI技术

本文详细地分析了薄膜 Ｓ Ｏ Ｉ器件的特性并指出该器件的许多特性是其固有的。这些特性使得 Ｓ Ｏ Ｉ 技术对于高可靠、低压、低功耗、高速系统具有极大的吸引力。同时，该技术也适用于千兆位 Ｄ Ｒ Ａ Ｍ 、片上系统、以及抗辐射加固电路、微电子机械系统、模拟／ 混合信号电路、智能功率集成电路、便携式通讯系统、高温电子学和量子器件等。因此， Ｓ Ｏ Ｉ 技术可能成为２１