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《深亚微米ldd mosfet器件热载流子效应研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、深亚微米LDDMOSFET器件热载流子效应研究西安电子科技大学硕士学位论文深亚微米LDDMOSFET器件热载流子效应研究姓名:饶伟申请学位级别:硕士专业:微电子学与固体电子学指导教师:柴常春20090101摘要摘要随着制造技术向深亚微米方向快速发展,热载流子效应导致了电路系统的可靠性问题。本文所研究的器件是深亚微米器件可靠性加固的理想结构,能够有效抑制热载流子效应。本论文在典型短沟器件模型基础上建立了适用于深亚微米的简捷模型。从热载流子的产生和注入机制入手,分析了在不同偏置下的热载流子效应,并且在幸运电子模型的基础上导出了栅电流模型。重
2、点分析了衬底电流的机理,在.特性模型的基础上建立了适用于器件的衬底电流模型,其中对特性长度这一非常重要的参数做了改进描述,使之更适合分析薄栅深亚微米器件的衬底电流特性。本论文对器件进行了仿真分析,探讨了器件工艺参数对热载流子效应的影响。提出了器件热载流子退化的物理解释,并进行了和应力条件研究。最后通过对延伸结构,,,,的热载流子研究,展开探讨了不同器件结构对器件可靠性的影响。关键词:热载流子效应衬底电流模型可靠性,...?.?.?,,...?,...?,..∞.:.创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的
3、研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人签名:监整难关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许
4、查阅和借阅论文:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定本人签名:日期导师签名:;料第一章绪论第一章绪论工艺技术进入到深亚微米阶段,器件沟道的有效长度小于.,器件的高集成度和超薄的栅极氧化层使得器件能提供更好的性能。然而,使用先进工艺技术制造的器件由于器件沟道的缩短和栅极氧化层的变薄将会带来一系列的可靠性的问题。随着器件沟道长度的减小,沟道中的有效电场会急剧增大,使得沟道中的电离碰撞几率增加,导致更多的热载流子的注入。随着器件尺寸的减小,热载流子注入的可靠性问题被广泛的
5、讨论,己经成为一个主要的可靠性问题。.研究背景随着制造技术向深亚微米方向快速发展,器件尺寸不断地缩小,为了与外电路系统匹配和减小延迟的需要,工作电压并未能随之等比例减小,这就导致了沟道区的横向和纵向电场显著增大。载流子在高电场中获得足够的能量,形成热载流子的几率大大增加。这些高能载流子在器件沟道中能够翻越界面势垒注入栅氧,在.界面产生界面态,或被栅氧化层中的电荷陷阱俘获,导致器件性能降低阈值电压漂移,跨导降低,饱和电流退化等,电路性能随着时间逐渐退化。有研究表明,深亚微米器件∞‖.¨在漏偏置电压低于.时,仍会出现热载流子退化现象【,】。
6、因此即使器件的工作电压大幅度降至,仍不足以有效地防止热载流子引入的器件损伤,热载流子效应己成为限制电路寿命及最大器件密度的最主要因素之一,所以必须高度重视对深亚微米器件中热载流子效应的研究。热载流子效应所致的电路系统的可靠性是器件的长期失效问题,它是一种积累过程。随着集成电路技术向深亚微米方向的发展,器件内的热载流子效应所产生的氧化层或沟道表面的损伤尺度占沟道总尺度的比例也迅速增加,所引起的器件参数或特性的变化量也变得明显起来。因此热载流子效应己成为新工艺评估所必须考虑的因素。不仅如此,热载流子效应纳入器件设计过程,成为器件设计规则之一
7、已是必然的趋势巧】。在对热载流子效应的研究中,主要关心的问题是热载流子效应引起的器件特性,如阈值电压,跨导,栅电流和衬底电流,线性和饱和区漏电流等的变化量,并由此估计热载流子效应对器件寿命的限制。热载流子效应的研究动力是寻求能‘削弱热载流子效应的新型器件结构。通过设计新的工艺和进行工艺优化,改进器件几何结构和掺杂剖面,实现对器件的热载流子效应的加固,保证系统的长期可靠性。深亚微米器件热载流子效应研究.国内外研究状况超大规模集成电路技术是现代信息产业的基础,带动信息产业的各个领域发生了革命性变化。微电子工艺技术的不断发展已经推动着超大规模
8、集成电路进入了一个新的发展阶段:商用化的微处理器已经达到万个晶体管的集成度,集成电路大规模己经达到了晶圆上的生产工艺水平,目前工艺正在趋向实用化,预计到年,特征尺寸为的电路将投入批量生产。而高密度、高性能和
