恒流应力下E2PROM隧道氧化层的退化特性研究

在电容测量的基础上研究了薄隧道氧化层在恒定Fowler-Nordheim(F-N)隧穿电流下的退化情况. 这种退化是恒流应力和时间的函数，对恒流应力大小的依赖性更加强烈，隧道氧化层在F-N电流下的退化是注入电荷密度(Q_inj)的函数. 在较低Q_inj下氧化层中发生正电荷俘获，在较高Q_inj下发生负电荷俘获，导致栅压变化的反复. 关键词： 2PROM')" href="#">E²PROM 隧道氧化层 退化 恒流应力     

Snapback应力引起的90 nm NMOSFET's栅氧化层损伤研究

实验结果发现突发击穿(snapback)，偏置下雪崩热空穴注入NMOSFET栅氧化层，产生界面态，同时空穴会陷落在氧化层中.由于栅氧化层很薄，陷落的空穴会与隧穿入氧化层中的电子复合形成大量中性电子陷阱，使得栅隧穿电流不断增大.这些氧化层电子陷阱俘获电子后带负电，引起阈值电压增大、亚阈值电流减小.关态漏泄漏电流的退化分两个阶段：第一阶段亚阈值电流是主要成分，第二阶段栅电流是主要成分.在预加热电子(HE)应力后，HE产生的界面陷阱在snapback应力期间可以屏蔽雪崩热空穴注入栅氧化层，使器件snapback开态和关态特性退化变小. 关键词： 突发击穿 软击穿 应力引起的泄漏电流 热电子应力     

高场应力及栅应力下AlGaN/GaN HEMT器件退化研究

采用不同的高场应力和栅应力对AlGaN/GaN HEMT器件进行直流应力测试,实验发现：应力后器件主要参数如饱和漏电流,跨导峰值和阈值电压等均发生了明显退化,而且这些退化还是可以完全恢复的;高场应力下,器件特性的退化随高场应力偏置电压的增加和应力时间的累积而增大;对于不同的栅应力,相对来说,脉冲栅应力和开态栅应力下器件特性的退化比关态栅应力下的退化大.对不同应力前后器件饱和漏电流,跨导峰值和阈值电压的分析表明,AlGaN势垒层陷阱俘获沟道热电子以及栅极电子在栅漏间电场的作用下填充虚栅中的表面态是这些不同应 关键词： AlGaN/GaN HEMT器件 表面态(虚栅) 势垒层陷阱 应力     

应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性研究

分别研究了FN隧穿应力和热空穴(HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性.在这两种应力条件下,应力导致的漏电流(SILC)与时间的关系均服从幂函数关系,但是二者的幂指数不同.热空穴应力导致的漏电流中,幂指数明显偏离-1,热空穴应力导致的漏电流具有更加显著的瞬态特性.研究结果表明热空穴SILC机制是由于氧化层空穴的退陷阱效应和正电荷辅助遂穿中心的湮没.利用热电子注入技术,正电荷辅助隧穿电流可被大大地减弱.     

应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性研究

分别研究了FN隧穿应力和热空穴(HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性.在这两种应力条件下,应力导致的漏电流(SILC)与时间的关系均服从幂函数关系,但是二者的幂指数不同.热空穴应力导致的漏电流中,幂指数明显偏离-1,热空穴应力导致的漏电流具有更加显著的瞬态特性.研究结果表明:热空穴SILC机制是由于氧化层空穴的退陷阱效应和正电荷辅助遂穿中心的湮没.利用热电子注入技术,正电荷辅助隧穿电流可被大大地减弱.     

电压应力下超薄栅氧化层n-MOSFET的击穿特性

研究了90nm工艺下栅氧化层厚度为1.4nm的n-MOSFET的击穿特性，包括V-ramp(斜坡电压)应力下器件栅电流模型和CVS(恒定电压应力)下的TDDB(经时击穿)特性，分析了电压应力下器件的失效和退化机理.发现器件的栅电流不是由单一的隧穿引起，同时还有电子的翻越和渗透.在电压应力下，SiO₂中形成的缺陷不仅降低了SiO₂的势垒高度，而且等效减小了SiO₂的厚度(势垒宽度).另外，每一个缺陷都会形成一个导电通道，这些导电通道的形成增大了栅电流，导致器件性能的退化，同时栅击穿时间变长. 关键词： 超薄栅氧化层 斜坡电压 经时击穿 渗透     

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(negative bias temperature, 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. 关键词： 深亚微米PMOS器件 负偏压温度不稳定性 界面态 氧化层固定正电荷     

栅氧化层经时击穿的非平衡统计理论分析方法

栅氧化层的经时击穿作为影响互补型金属-氧化物-半导体集成电路可靠性的一个重要因素,一直是国内外学者研究的重点.为了对其进一步研究,首先从栅氧化层在电应力下经时击穿的微观机理出发,基于栅氧化层中电子陷阱密度累积达到临界值时发生击穿的原理和电子陷阱生成过程的随机性,提出了栅氧化层经时击穿的非平衡统计理论分析方法,然后分别给出了恒定电流应力和恒定电压应力下电子陷阱生成速率方程,导出了电子陷阱密度的概率密度分布函数.最后以具体器件为例进行分析,得到了栅氧化层的最概然寿命随电流应力、电压应力及其厚度的变化规律,并类比固体断裂现象中"疲劳极限"的概念定义"击穿极限"概念.计算出了累积失效率随电流应力、电压应力和时间的变化规律,引入特征值来描述累积失效率达到0.63所用的时间.结果表明:电子陷阱密度的概率密度分布函数满足对数正态分布,且理论结果与实验结果相符.     

开态应力下电压和电流对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的退化作用研究

通过采集等功率的两种不同开态直流应力作用下AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)漏源电流输出特性、源区和漏区大信号寄生电阻、转移特性、阈值电压随应力时间的变化, 并使用光发射显微镜观察器件漏电流情况, 研究了开态应力下电压和电流对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的退化作用. 结果表明, 低电压大电流应力下器件退化很少, 高电压大电流下器件退化较明显. 高电压是HEMTs退化的主要因素, 栅漏之间高电场引起的逆压电效应对参数的永久性退化起决定性作用. 除此之外, 器件表面损坏部位的显微图像表明低电压大电流下器件失效是由于局部电流密度过高, 出现热斑导致器件损伤引起的.     

薄栅氧化层经时击穿的实验分析及物理模型研究

通过衬底热载流子注入技术,对薄SiO₂层击穿特性进行了研究.与通常的F-N应力实验相比较,热载流子导致的薄栅氧化层击穿显示了不同的击穿特性.通过计算注入到氧化层中的电子能量和硅衬底的电场的关系表明,热电子注入和F-N隧穿的不同可以用氧化层中电子的平均能量来解释.热空穴注入的实验结果表明薄栅氧化层的击穿不仅由注入的空穴数量决定.提出了全新的热载流子增强的薄栅氧化层经时击穿模型 关键词： 薄栅氧化层 经时击穿 衬底热载流子 击穿电荷 模型