超薄栅氧化层n-MOSFET软击穿后的导电机制

研究了恒压应力下超薄栅氧化层n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管（n-MOSFET）软击穿 后的导电机制.发现在一定的栅电压V_g范围内，软击穿后的栅电流I_g符合Fowl er-Nordheim隧穿公式，但室温下隧穿势垒_b的平均值仅为0936eV，远小于S i/Si O₂界面的势垒高度315eV.研究表明，软击穿后，处于Si/SiO₂界 面量子化能级上的 电子不隧穿到氧化层的导带，而是隧穿到氧化层内的缺陷带上._b与缺陷带能 级和电 子所处的量子能级相关；高温下，激发态电子对隧穿电流贡献的增大导致_b逐 渐降低. 关键词： 软击穿 栅电流 类Fowler-Nordheim隧穿 超薄栅氧化层     

用于纳电子器件的超薄氮氧硅薄膜的软失效电导

研究了2.5nm超薄氮氧硅薄膜的软击穿电导特性.统计实验结果表明,软失效电导和软失效时间与环境温度之间均遵从AHhenius规则,而且软失效电导和软失效时间遵从一个反对称的规律.它们源于同一个应力诱生缺陷导电机制.     

恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性．软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定．发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大．用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系．利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系．     

用DTPDO研究超薄栅氧化层的诱生缺陷

应用直接隧道比例差分(DTPDO)谱技术研究了深亚微米MOS器件超薄栅氧化层的应力诱生缺陷。实验结果发现超薄栅氧化层直接隧道栅电流的比例差分谱存在明显的三个谱峰。这意味着在超薄栅氧化层退化的过程中有三种氧化层高场诱生缺陷共存。研究结果表明,三种缺陷的饱和缺陷密度均随着应力电压和应力温度的增加而增加。三种缺陷的特征产生时间常数与器件的实验温度、所加的应力电压和氧化层的失效时间相关。     

超薄栅n-MOSFETs热载流子寿命预测模型

对氧化层厚度为 4和 5 nm的 n- MOSFETs进行了沟道热载流子应力加速寿命实验 ,研究了饱和漏电流在热载流子应力下的退化 .在饱和漏电流退化特性的基础上提出了电子流量模型 ,此模型适用于氧化层厚度为 4— 5 nm或更薄的器件     

FN应力下超薄栅N-MOSFET失效的统计特征及寿命预测

通过对不同氧化层厚度的 N- MOSFET在各种条件下加速寿命实验的研究 ,发现栅电压漂移符合 Weibull分布 . Weibull分布统计分析表明 ,5 .0、 7.0和 9.0 nm器件在 2 7和 10 5℃下本征失效的形状因子相同 ,即本征失效的失效机制在高低温度下相同 .非本征失效的比例随温度升高而增大 .在此基础上得出平均寿命 (t50 )与加速电场E成指数关系 ,进而提出了器件的寿命预测方法 .此方法可预测超薄栅 N- MOSFET在 FN应力下的寿命     

恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性.软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定.发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大.用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系.利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系.     

超薄SiO2软击穿后I-V特性的饱和性质

利用电子速度饱和概念和比例差值方法(proportional difference operator,PDO)研究了超薄SiO2在第一次软击穿以后栅电流随着栅电压的变化所呈现的饱和性质.实验证明了第一次软击穿以后栅电流随着栅电压变化的PDO谱峰位、峰高与电子在第一次软击穿通道中运动的饱和速度及饱和电流密度相关.基于缺陷散射机制,得到的第一次软击穿通道的横截面积与文献报导的结果一致.     

用于纳电子器件的超薄氮氧硅薄膜的软失效电导

研究了2.5nm超薄氮氧硅薄膜的软击穿电导特性.统计实验结果表明,软失效电导和软失效时间与环境温度之间均遵从AHhenius规则,而且软失效电导和软失效时间遵从一个反对称的规律.它们源于同一个应力诱生缺陷导电机制.