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沟道宽度对65nm金属氧化物半导体器件负偏压温度不稳定性的影响研究 被引量:2
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作者 崔江维 郑齐文 +6 位作者 余德昭 周航 苏丹丹 马腾 魏莹 余学峰 郭旗 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1128-1132,共5页
随着MOS器件尺寸缩小,可靠性效应成为限制器件寿命的突出问题.PMOS晶体管的负偏压温度不稳定性(NBTI)是其中关键问题之一.NBTI效应与器件几何机构密切相关.本文对不同宽长比的65nm工艺PMOSFET晶体管开展了NBTI试验研究.获得了NBTI效应... 随着MOS器件尺寸缩小,可靠性效应成为限制器件寿命的突出问题.PMOS晶体管的负偏压温度不稳定性(NBTI)是其中关键问题之一.NBTI效应与器件几何机构密切相关.本文对不同宽长比的65nm工艺PMOSFET晶体管开展了NBTI试验研究.获得了NBTI效应引起的参数退化与器件结构的依赖关系,试验结果表明65nm PMOSFET的NBTI损伤随沟道宽度减小而增大.通过缺陷电荷分析和仿真的方法,从NBTI缺陷产生来源和位置的角度,揭示了产生该结果的原因.指出浅槽隔离(STI)区域的电场和缺陷电荷是导致该现象的主要原因.研究结果为器件可靠性设计提供了参考. 展开更多
关键词 65nm 偏压温度不稳定性 沟道宽度
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SiC掺氯热氧化技术与SiC MOS电容偏压温度不稳定性
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作者 于洪权 尉升升 +4 位作者 刘兆慧 尹志鹏 白娇 谢威威 王德君 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第5期380-388,共9页
偏压温度不稳定性(BTI)是影响SiC MOS器件性能的关键因素。提出了一种制备SiC MOS电容的新工艺,即在SiC干氧氧化气氛中掺入氯化氢(HCl),并对比了不同HCl与O_(2)体积流量比对SiC MOS电容电学性能的影响。结果表明,该工艺有效地改善了SiC ... 偏压温度不稳定性(BTI)是影响SiC MOS器件性能的关键因素。提出了一种制备SiC MOS电容的新工艺,即在SiC干氧氧化气氛中掺入氯化氢(HCl),并对比了不同HCl与O_(2)体积流量比对SiC MOS电容电学性能的影响。结果表明,该工艺有效地改善了SiC MOS电容的栅氧击穿特性,降低了界面态密度,提升了平带电压稳定性。二次离子质谱(SIMS)和X射线光电子能谱(XPS)测试分析表明,掺氯热氧化技术能够有效消除界面缺陷。进一步分析表明,SiC掺氯热氧化技术能够降低可动离子面密度和氧化层陷阱电荷密度,能够有效改善器件的BTI特性。 展开更多
关键词 碳化硅 MOS电容 热氧化 偏压温度不稳定性(BTI) 阈值电压漂移
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基于40nm CMOS工艺电路的NBTI退化表征方法 被引量:3
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作者 卿健 王燕玲 +3 位作者 李小进 石艳玲 陈寿面 胡少坚 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第4期302-306,共5页
负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基... 负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基于NBTI效应的VerilogA等效受控电压源,并嵌入Spectre^(TM)仿真库中,并将此受控电压源引入反相器及环形振荡器模块电路中进行可靠性仿真分析,可有效反映NBTI退化对电路性能的影响。提出了一套完整可行的电路NBTI可靠性预测方法,包括NBTI模型、模型参数提取、VerilogA可靠性模型描述以及电路级可靠性仿真分析,可为纳米级高性能、高可靠性集成电路设计提供有效参考。 展开更多
关键词 偏压温度不稳定性(NBTI) 模型提参 可靠性仿真 VerilogA 反应-扩散(RD)模型
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NBTI界面电荷反馈引起器件寿命变化的数值分析 被引量:1
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作者 曹建民 贺威 +1 位作者 黄思文 张旭琳 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2013年第2期144-149,共6页
提出一种用二维器件数值模拟和负偏压温度不稳定性(negative bias temperature instability,NBTI)模型联合计算的方法,分析NBTI效应产生的界面电荷对pMOS器件栅氧化层电场和沟道空穴浓度的反馈作用.通过大量计算和比对分析现有实验得出:... 提出一种用二维器件数值模拟和负偏压温度不稳定性(negative bias temperature instability,NBTI)模型联合计算的方法,分析NBTI效应产生的界面电荷对pMOS器件栅氧化层电场和沟道空穴浓度的反馈作用.通过大量计算和比对分析现有实验得出:当NBTI效应产生较多的界面电荷时,由于界面电荷反馈,pMOS器件的NBTI退化将有一定程度的减小.这种退化减小是一种新的退化饱和机制,对不同类型器件的寿命具有不同的影响.在低NBTI器件中,界面反馈对器件寿命曲线的变化影响不大,器件寿命曲线趋向满足指数变化规律.在高NBTI器件中,界面反馈使得寿命曲线变化基本满足幂指数变化规律. 展开更多
关键词 半导体技术 MOS器件 偏压温度不稳定性 计算机辅助设计 界面反馈 半导体器件寿命
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计及热电耦合效应的SiC MOSFET阈值电压精确监测方法
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作者 杜明星 信金蕾 +1 位作者 姚婉荣 欧阳紫威 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期445-452,共8页
在研究SiC MOSFET的阈值电压、体二极管电压、漏-源极通态电阻温度依赖性的基础上,分析偏压温度不稳定性(BTI)引起的V_(TH)的漂移规律,并探究其对温敏电参数(TSEPs)的影响规律。另外,在充分考虑温度和BTI对V_(TH)共同作用的影响下,提出... 在研究SiC MOSFET的阈值电压、体二极管电压、漏-源极通态电阻温度依赖性的基础上,分析偏压温度不稳定性(BTI)引起的V_(TH)的漂移规律,并探究其对温敏电参数(TSEPs)的影响规律。另外,在充分考虑温度和BTI对V_(TH)共同作用的影响下,提出在小电流注入时使用体效应下的体二极管电压监测SiC MOSFET阈值电压的方法。该方法可在不同的结温(T_(j))下监测阈值电压,为校正其他TSEPs测量结温的准确性提供帮助。理论和实验结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 碳化硅 功率MOSFET 状态监测 温敏电参数 偏压温度不稳定性
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搭桥晶粒多晶硅薄膜晶体管直流电应力下的退化行为与退化机制研究 被引量:1
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作者 张猛 夏之荷 +3 位作者 周玮 陈荣盛 王文 郭海成 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期187-193,共7页
研究了搭桥晶粒(BG)多晶硅薄膜晶体管(TFT)在直流电应力下的退化行为和退化机制。与普通多晶硅TFT相比,BG多晶硅TFT展现出更好的直流应力可靠性。主要体现在BG多晶硅TFT拥有更好的直流负偏压温度不稳定性(NBTI)可靠性,更好的直流自加热(... 研究了搭桥晶粒(BG)多晶硅薄膜晶体管(TFT)在直流电应力下的退化行为和退化机制。与普通多晶硅TFT相比,BG多晶硅TFT展现出更好的直流应力可靠性。主要体现在BG多晶硅TFT拥有更好的直流负偏压温度不稳定性(NBTI)可靠性,更好的直流自加热(SH)可靠性,更好的直流热载流子(HC)可靠性。有源沟道区的BG结构是上述直流应力可靠性提高的主要原因。更好的NBTI的可靠性主要源于沟道内的硼氢键的形成;更好的SH可靠性主要源于在沟道长度方向上更快的焦耳热扩散率;更好的HC可靠性主要源于漏端横向电场(Ex)的减弱。所有的测试结果都表明,这种高性能高可靠性的BG多晶硅TFT在片上系统中具有很大的应用前景。 展开更多
关键词 搭桥晶粒 多晶硅 薄膜晶体管 偏压温度不稳定性 自加热 热载流子
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高k栅介质的可靠性问题 被引量:3
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作者 王楠 汪辉 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-9,87,共5页
随着集成电路特征尺寸的不断缩短,利用先进的高k/金属栅堆叠来取代传统的SiO2/多晶硅栅结构成为微电子技术发展的必然,确保这些新的栅极堆叠类型具有足够的可靠性是非常重要的。综述了高k栅介质可靠性的研究现状,阐明了瞬态充电效应导... 随着集成电路特征尺寸的不断缩短,利用先进的高k/金属栅堆叠来取代传统的SiO2/多晶硅栅结构成为微电子技术发展的必然,确保这些新的栅极堆叠类型具有足够的可靠性是非常重要的。综述了高k栅介质可靠性的研究现状,阐明了瞬态充电效应导致的阈值电压不可靠问题,对偏压温度不稳定现象(BTI)和高k击穿特性进行了探讨。 展开更多
关键词 高介电常数 电荷捕获 金属栅 偏压温度不稳定性
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NBTI效应的退化表征 被引量:1
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作者 黄勇 恩云飞 章晓文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期562-564,597,共4页
对超深亚微米PMOSFET器件NBTI效应的失效机理和退化表征进行了讨论。反应-扩散模型是最为广泛接受的NBTI退化机理模型,它有效地解释了阈值电压漂移随时间逐渐饱和以及应力去除后NBTI效应部分恢复的退火现象。用阈值电压漂移量表征了NBT... 对超深亚微米PMOSFET器件NBTI效应的失效机理和退化表征进行了讨论。反应-扩散模型是最为广泛接受的NBTI退化机理模型,它有效地解释了阈值电压漂移随时间逐渐饱和以及应力去除后NBTI效应部分恢复的退火现象。用阈值电压漂移量表征了NBTI效应的退化,深入讨论了影响NBTI效应的主要因素:应力作用时间、栅氧电场和温度应力,总结了阈值电压漂移与这些因素的关系,给出了一个经验-逻辑推理公式,对公式中的参数提取后可以得到NBTI寿命值,从而实现NBTI效应的可靠性评价。 展开更多
关键词 偏压温度不稳定性 阈值电压 应力作用时间 栅氧电场 温度应力
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基于电荷泵技术的三维器件的界面电荷特性研究 被引量:2
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作者 田阳雨 罗军 +1 位作者 金鹰 吴元芳 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第7期542-547,共6页
利用传统电荷泵技术对三维立体器件界面缺陷特性进行了研究。通过改变测试脉冲上升或下降时间,分析了三维器件界面缺陷能级分布,得出缺陷能级呈现类似'U'型分布。通过在源、漏区施加不同电压,对缺陷沿沟道水平分布进行研究,得... 利用传统电荷泵技术对三维立体器件界面缺陷特性进行了研究。通过改变测试脉冲上升或下降时间,分析了三维器件界面缺陷能级分布,得出缺陷能级呈现类似'U'型分布。通过在源、漏区施加不同电压,对缺陷沿沟道水平分布进行研究,得到界面缺陷在靠近源、漏区的量最大而在远离源、漏区的位置无规则分布。通过改变脉冲保持时间,对缺陷沿高介电常数叠栅垂直分布进行研究,可以明显区分开缺陷在中间介质层和高介电常数层的缺陷量。另外,利用电荷泵技术验证了三维器件负偏压温度不稳定性(NBTI)与界面缺陷的关系。 展开更多
关键词 电荷泵技术 缺陷能级分布 缺陷空间分布 三维器件 偏压温度不稳定性(NBTI)
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面向微处理器核的片上老化检测模块设计 被引量:1
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作者 刘帅 虞致国 +1 位作者 洪广伟 顾晓峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第2期89-91,94,共4页
为检测负偏压温度不稳定性(NBTI)效应导致的微处理器中组合逻辑路径延迟的增大,设计了一种可感知微处理器核NBTI效应的混合结构检测模块。检测模块包括老化延时探测模块及测量模块,能够准确测量NBTI效应造成的电路延时增量;相比于传统... 为检测负偏压温度不稳定性(NBTI)效应导致的微处理器中组合逻辑路径延迟的增大,设计了一种可感知微处理器核NBTI效应的混合结构检测模块。检测模块包括老化延时探测模块及测量模块,能够准确测量NBTI效应造成的电路延时增量;相比于传统单一的延迟线结构,其面积开销降低40%。所设计的结构在ISCAS与OR1200核上实验,延时测量精度达到94%以上,可为微处理器的可靠性设计提供细粒度的防护。 展开更多
关键词 微处理器 偏压温度不稳定性 片上老化测量 细粒度
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