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基于HTO的LDMOS器件结构及其热载流子注入退化研究
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作者 邵红 李永顺 +2 位作者 宋亮 金华俊 张森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1582-1590,共9页
为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor field effect... 为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor field effect transistor,LDMOS)设计的重点和难点.本文介绍了一种基于高温氧化层(High Temperature Oxidation layer,HTO)结构的LDMOS,并对其热载流子注入退化机制进行了研究分析,利用高温氧化层结构改善了传统浅槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)结构中氧化物台阶嵌入半导体内部对器件热载流子注入造成的不利影响,提高器件可靠性,同时还缩短了器件导通情况下的电流路径长度,降低损耗.此外本文还提出了对P型体区的工艺优化方法,利用多晶硅作为高能量离子注入的掩蔽层,改善阱邻近效应对器件鲁棒性的影响,同时形成更深的冶金结,可以辅助漂移区杂质离子耗尽,降低漂移区表面电场,在不需要额外增加版次的情况下提高了器件击穿电压.最终得到的基于HTO结构的LDMOS击穿电压为43 V,比导通电阻为9.5 mΩ·mm^(2),线性区电流在10000 s之后的退化量仅为0.87%. 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物半导体场效应管 载流子注入 高温氧化层 低损耗 高可靠性
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热载流子注入对MOS结构C─V和I─V特性的影响 被引量:3
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作者 赵策洲 董建荣 +1 位作者 张德胜 史保华 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1994年第2期142-146,共5页
讨论了热载流子注入对MOS结构C─V和I─V特性的影响。指出热载流子效应引起载流子陷落和界面态的产生,导致C─V特性曲线畸变、平带电压漂移和恒定电压下SiO2漏电流随时间漂移。本文论述了这些漂移的机理,提出了漂移的t... 讨论了热载流子注入对MOS结构C─V和I─V特性的影响。指出热载流子效应引起载流子陷落和界面态的产生,导致C─V特性曲线畸变、平带电压漂移和恒定电压下SiO2漏电流随时间漂移。本文论述了这些漂移的机理,提出了漂移的tn物理模型,从而很好地解释了实验所观察到的现象。 展开更多
关键词 载流子注入 集成电路 结构 MOS
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N-LDMOS热载流子注入效应的分析和优化 被引量:3
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作者 王文博 宋李梅 +2 位作者 王晓慧 杜寰 孙贵鹏 《电子器件》 CAS 2007年第4期1129-1132,共4页
研究了一种N-LDMOS器件的热载流子注入效应,分析了热载流子效应产生的机理、对器件性能以及可靠性的影响,提出了改进方法.为了降低此器件的热载流子注入效应,我们利用华润上华公司提供的ISE软件对N-LDMOS高压工艺进行模拟,根据模拟结果... 研究了一种N-LDMOS器件的热载流子注入效应,分析了热载流子效应产生的机理、对器件性能以及可靠性的影响,提出了改进方法.为了降低此器件的热载流子注入效应,我们利用华润上华公司提供的ISE软件对N-LDMOS高压工艺进行模拟,根据模拟结果调整了器件结构,通过增大器件的场板长度、漂移区长度以及增加N阱与有源区的交叠长度等措施,使得相同偏置条件下,表征热载流子注入强度的物理量——器件衬底电流降为改进前的1/10,显著改善了该器件的热载流子注入效应. 展开更多
关键词 LDMOS 载流子注入 可靠性
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载流子注入与半导体制冷 被引量:1
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作者 杨玉顺 崔国民 王滨 《制冷学报》 CAS CSCD 1996年第3期53-57,共5页
本文着重讨论了载流子注入半导体制冷的关系,并且对其制冷性能进行了比较分析。
关键词 半导体制冷 载流子注入 温度特性
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有机LED的界面与载流子注入 被引量:2
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作者 李文连 《液晶与显示》 CAS CSCD 1998年第3期203-207,共5页
介绍了有机电致发光器件中金属/有机界面和有机/有机界面与载流子注入的关系。
关键词 界面 有机LED 载流子注入 EL能带图 金属/有机界面 有机/有机界面
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低串扰载流子注入型光开关的设计
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作者 戚伟 肖铎 +1 位作者 庞文尧 刘玮 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期26-28,共3页
针对载流子注入马赫-曾德尔干涉型光开关,提出使用输出比可调的3dB耦合器,补偿相移臂上通过载流子注入实现π相位调制所产生的吸收损耗,从而降低光开关的串扰。使用传输矩阵方法计算分析了载流子注入所伴随的吸收损耗对光开关串扰的影响... 针对载流子注入马赫-曾德尔干涉型光开关,提出使用输出比可调的3dB耦合器,补偿相移臂上通过载流子注入实现π相位调制所产生的吸收损耗,从而降低光开关的串扰。使用传输矩阵方法计算分析了载流子注入所伴随的吸收损耗对光开关串扰的影响,同时计算了可调3dB耦合器对光开关串扰性能的改进。计算结果表明,可调3dB耦合器的引入可以有效补偿相移臂的吸收损耗,对改善光开关的串扰性能有着明显的作用。 展开更多
关键词 集成光学 光开关 载流子注入 砷化镓
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芴-含氮芳杂环共聚物的载流子注入特性 被引量:2
7
作者 孙冠楠 许海 +4 位作者 刘晓冬 刘丹丹 杨兵 田雷蕾 马於光 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2529-2534,共6页
为了改善聚芴的载流子注入特性,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法计算比较了芴、芴-联吡啶和芴-菲咯啉低聚物的几何结构、电子结构、最低激发能及重组能等,并外推到相应聚合物.结果发现:联吡啶/菲咯啉含氮芳杂环的缺电子性质能够诱导... 为了改善聚芴的载流子注入特性,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法计算比较了芴、芴-联吡啶和芴-菲咯啉低聚物的几何结构、电子结构、最低激发能及重组能等,并外推到相应聚合物.结果发现:联吡啶/菲咯啉含氮芳杂环的缺电子性质能够诱导聚芴的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级分别下降0.45/0.47eV和0.32/0.38eV,提高电子注入能力的同时,调控载流子注入平衡;联吡啶单元的引入导致电子和空穴重组能升高(降低聚芴的载流子迁移率),而芴-菲咯啉共聚物显示了与聚芴相似的迁移性能. 展开更多
关键词 聚芴 联吡啶 菲咯啉 载流子注入 量子化学
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基于低频噪声的65nm工艺NMOS器件热载流子注入效应分析 被引量:4
8
作者 何玉娟 刘远 章晓文 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第7期531-536,共6页
随着器件特征尺寸的缩小,半导体器件受到热载流子注入(HCI)导致的损伤越来越小,采用常用的I-V测试方法很难获得其内部陷阱电荷的准确数据。采用I-V测试和低频噪声测试相结合的方式,分析了65 nm工艺NMOS器件HCI时的特性变化,采用低频噪... 随着器件特征尺寸的缩小,半导体器件受到热载流子注入(HCI)导致的损伤越来越小,采用常用的I-V测试方法很难获得其内部陷阱电荷的准确数据。采用I-V测试和低频噪声测试相结合的方式,分析了65 nm工艺NMOS器件HCI时的特性变化,采用低频噪声技术计算出HCI效应前后氧化层陷阱电荷和界面态陷阱电荷变化量,以及栅氧化层附近陷阱密度情况。通过I-V测试方法只能计算出HCI效应诱生的陷阱电荷变化量,对于其陷阱电荷的分布情况却无法计算,而相比于常用的I-V测试方式,低频噪声测试能更准确计算出随HCI后器件界面态陷阱电荷和氧化层陷阱电荷的具体数值及其HCI效应诱生变化值,并计算出氧化层附近的陷阱电荷空间分布情况。 展开更多
关键词 载流子注入(HCI)效应 低频噪声 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 界面态陷阱电荷 氧化层陷阱电荷
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多晶硅发射区中的少数载流子注入理论
9
作者 马平西 张利春 王阳元 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第8期17-22,34,共7页
本文提出了一种新的多晶硅发射区少数载流子注入理论.考虑了晶粒间界厚度和其中的少数载流子复合,假设晶粒间界和晶粒具有不同的少数载流子迁移率和寿命.引入少数载流子迁移率和寿命随多晶硅厚度变化的函数,通过求解与单晶硅少数载流子... 本文提出了一种新的多晶硅发射区少数载流子注入理论.考虑了晶粒间界厚度和其中的少数载流子复合,假设晶粒间界和晶粒具有不同的少数载流子迁移率和寿命.引入少数载流子迁移率和寿命随多晶硅厚度变化的函数,通过求解与单晶硅少数载流子注入形式上完全相同的连续性方程,不仅得到了前人关于晶粒间界对少数载流子具有阻碍和复合双重作用的结论,而且成功地区分了不同晶粒间界对降低注入饱和少数载流子电流贡献的大小.其中,第一个晶粒间界能够最有效地减少注入饱和少数载流子电流.与此同时,本文还得到了能够降低注入饱和少子电流百分之十以上的有效晶粒间界个数与晶粒/晶粒间界界面态密度和晶粒大小之间的关系. 展开更多
关键词 多晶硅 发射区 载流子注入 晶粒
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5 V pMOS器件的热载流子注入退化机理
10
作者 杨翰琪 刘小红 +2 位作者 吕康 魏家行 孙伟锋 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第5期1093-1096,共4页
研究了低压pMOS器件热载流子注入HCI(Hot-Carrier Injection)退化机理,分析了不同的栅压应力下漏极饱和电流(Idsat)退化出现不同退化趋势的原因。结合实测数据并以实际样品为模型进行了器件仿真,研究表明,快界面态会影响pMOS器件迁移率... 研究了低压pMOS器件热载流子注入HCI(Hot-Carrier Injection)退化机理,分析了不同的栅压应力下漏极饱和电流(Idsat)退化出现不同退化趋势的原因。结合实测数据并以实际样品为模型进行了器件仿真,研究表明,快界面态会影响pMOS器件迁移率,导致Idsat的降低;而电子注入会降低pMOS器件阈值电压(Vth),导致Idsat的上升。当栅压为-7.5 V时,界面态的产生是导致退化的主要因素,在栅压为-2.4 V的应力条件下,电子注入在热载流子退化中占主导作用。 展开更多
关键词 PMOS 载流子注入 不同栅压应力 TCAD仿真
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CMOS器件热载流子注入老化的SPICE建模与仿真
11
作者 王正楠 张昊 李平梁 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第10期902-910,共9页
为了准确预测芯片电路寿命,建立了一种能成功双向预测CMOS器件寿命和器件老化程度的可靠性模型。结合改进的衬底电流方程、漏源电流和时间变量t,组建了Age(t)模型。通过挑选合适的BSIM4模型参数,联合Age(t)方程构建指数函数关系式,建立... 为了准确预测芯片电路寿命,建立了一种能成功双向预测CMOS器件寿命和器件老化程度的可靠性模型。结合改进的衬底电流方程、漏源电流和时间变量t,组建了Age(t)模型。通过挑选合适的BSIM4模型参数,联合Age(t)方程构建指数函数关系式,建立了一种可植入EDA工具内的CMOS老化SPICE模型,并提出了可获得精确模型性能的参数提取方法。在静态持续加电条件下,单级器件的仿真结果与实验数据吻合良好,并且表现出对寿命和老化率的良好预测性。采用该模型对由3级反相器组建的环形振荡电路进行动态信号仿真,得到20年后电路输出波形,验证了模型的合理性。 展开更多
关键词 载流子注入(HCI) 可靠性仿真 老化模型 模型参数提取 SPICE模型
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缺陷对InGaN/GaN蓝光发光二极管载流子注入的影响
12
作者 贾惠玲 楚春双 张紫辉 《河北工业大学学报》 CAS 2020年第6期11-16,共6页
缺陷引起的非辐射复合会造成InGaN/GaN蓝光发光二极管(LED)的光功率和外量子效率(EQE)降低,为了揭示其背后的物理原因,本文研究了Shockley-Read-Hall(SRH)复合相关的电子和空穴在多量子阱(MQWs)区域的复合过程,以及缺陷对于载流子注入... 缺陷引起的非辐射复合会造成InGaN/GaN蓝光发光二极管(LED)的光功率和外量子效率(EQE)降低,为了揭示其背后的物理原因,本文研究了Shockley-Read-Hall(SRH)复合相关的电子和空穴在多量子阱(MQWs)区域的复合过程,以及缺陷对于载流子注入效率的影响。研究结果表明载流子的注入效率非常容易受到LED中缺陷的影响,尤其是在LED结构的p-GaN层和n-GaN层中。这将导致载流子被LED中的缺陷捕获,从而以非辐射复合的形式被大量消耗。最终,大大降低了载流子注入到多量子阱区域的效率,也正是由于这个原因导致了LED的外量子效率随之下降。此外,还研究了缺陷对漏电流的影响,研究结果表明缺陷可以作为LED的分流电阻,形成一个漏电通道,从而引起漏电流的产生。 展开更多
关键词 发光二极管 缺陷 载流子注入 载流子复合
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高漏压低栅压条件下N型MOSFET热载流子注入效应研究
13
作者 单文光 宋永梁 +3 位作者 许晓锋 吴启熙 赵永 简维廷 《中国集成电路》 2015年第3期62-66,87,共6页
本文研究了N型MOSFET在高漏压低栅压条件下的热载流子注入效应。在3.3V N型MOSFET的漏端和栅极上分别加上5.5V和0.65V电压,发现在电应力条件下的漏端电流Id随着施加应力的时间增加而增大。导致这个现象的主要机制是漏端附近氧化层中产... 本文研究了N型MOSFET在高漏压低栅压条件下的热载流子注入效应。在3.3V N型MOSFET的漏端和栅极上分别加上5.5V和0.65V电压,发现在电应力条件下的漏端电流Id随着施加应力的时间增加而增大。导致这个现象的主要机制是漏端附近氧化层中产生了带正电荷的缺陷。另外还发现,在栅极施加反方向电压,漏端电流Id并不能发生恢复。但是125℃烘烤8小时后,漏端电流Id会发生恢复,表明空穴在加热时得到足够的能量而从缺陷陷阱中跃迁出来。此外,本文在通过研究工艺改进来提升HCI的性能中,发现在合适的氮化硅退火温度和轻掺杂漏区(Lightly Doped Drain,LDD)掺杂浓度能有效的降低NMOSFET空穴注入。 展开更多
关键词 载流子注入 空穴 恢复 LDD 射频功率放大器
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LDD MOSFET热载流子退化分析及其寿命预测
14
作者 陈光前 刘伟景 +1 位作者 刘先婷 李清华 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第4期351-356,共6页
集成电路器件密集化导致电场梯度增大和电流密度集中,加剧了热载流子效应,电热性能退化。本文聚焦热载流子注入(Hot carrier injection, HCI)效应对器件可靠性的影响问题,通过研究N型轻掺杂漏极金属氧化物半导体场效应晶体管(N-type lig... 集成电路器件密集化导致电场梯度增大和电流密度集中,加剧了热载流子效应,电热性能退化。本文聚焦热载流子注入(Hot carrier injection, HCI)效应对器件可靠性的影响问题,通过研究N型轻掺杂漏极金属氧化物半导体场效应晶体管(N-type lightly doped drain metal-oxide-semiconductor field effect transistor, LDD NMOSFET)的寿命试验,深入分析了中栅应力区HCI对器件关键电学参数的影响,并与低栅应力区的退化模式进行了对比。结果表明,线性漏极电流的退化率高于饱和漏电流,但退化幂律小于饱和漏电流;在相同应力下不同电学参数的退化率不同,其中最大跨导的退化率最高。基于测试数据构建了LDD NMOSFET电学参数随应力时间变化的关系,提取模型参数,确定了寿命预测模型,并外推出了不同应力电压下的器件寿命。 展开更多
关键词 可靠性 载流子注入(HCI) 轻掺杂漏极(LDD) 器件退化 寿命预测
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一种40 V NLDMOS器件热载流子寿命研究
15
作者 鹿祥宾 单书珊 +3 位作者 余山 刘芳 钟明琛 邵亚利 《微电子学与计算机》 2024年第9期126-134,共9页
为了更精确预测基于0.18μm工艺的40 V NLDMOS器件实际应用条件下的热载流子寿命,介绍了一种通过可靠性测试和计算机辅助数学解析相结合的热载流子可靠性寿命预计方法。该方法基于实际直流状态下的热载流注入测试数据,结合TCAD仿真,对... 为了更精确预测基于0.18μm工艺的40 V NLDMOS器件实际应用条件下的热载流子寿命,介绍了一种通过可靠性测试和计算机辅助数学解析相结合的热载流子可靠性寿命预计方法。该方法基于实际直流状态下的热载流注入测试数据,结合TCAD仿真,对测试结果进行了线性函数、多次函数、幂函数、指数函数及Dreesen R函数拟合;通过分析当前业界LDMOS器件的热载流子注入测试主流模型预测精度的局限性,找出了最优热载流子模型,提出了适合Python语言编程的改进型Dreesen R模型;通过数学解析推导方法以及基于Python语言的计算机辅助编程计算,得出了栅极以及漏极全工作电压范围内的热载流子参数退化曲线;通过模拟工作波形不同上升沿及下降沿的函数曲线、上升及下降时间以及不同占空比,得出随着时间变化的交直流转换因子曲线。最终新的测试项目可以通过不同电压下的直流状态下测试结果以及已经得到的交直流转换因子曲线,来直接获取工作场景交流状态的热载流子寿命。该评估方法解决了采用直流状态下的测试来解决现场复杂应用波形的热载流子寿命评估难题,较大节省了测试时间,提高了寿命预测精度。 展开更多
关键词 40 V NLDMOS 载流子注入 可靠性 交直流转换因子 寿命预计 Kirk效应
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波导激光器增益测量及注入载流子密度对增益的影响 被引量:1
16
作者 郝素君 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第3期143-146,共4页
波导激光器增益测量及注入载流子密度对增益的影响郝素君(光纤技术研究所)为了设计性能良好的激光器,必须了解激光器的增益与波长及注入载流子密度的关系.在法布里一泊罗腔中,阈值电流密度认为是当光增益等于谐振腔内的总损耗时的... 波导激光器增益测量及注入载流子密度对增益的影响郝素君(光纤技术研究所)为了设计性能良好的激光器,必须了解激光器的增益与波长及注入载流子密度的关系.在法布里一泊罗腔中,阈值电流密度认为是当光增益等于谐振腔内的总损耗时的注入电流密度,在不同的注入载流子密... 展开更多
关键词 膜膜激光器 增益 注入载流子 密度
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SOI MOSFET器件的热载流子退化机理
17
作者 章晓文 恩云飞 +1 位作者 赵文彬 李恒 《电子产品可靠性与环境试验》 2006年第4期9-13,共5页
介绍了绝缘体上硅(SOI)材料的制作方法,阐述了SOI MOSFET器件的热载流子注入效应的失效机理。研究表明:前沟和背面缺陷的耦合效应是SOI器件的特有现象,对SOI器件的退化构成潜在的威胁。虽然失效机理比体硅器件复杂,但并不会阻碍高性能... 介绍了绝缘体上硅(SOI)材料的制作方法,阐述了SOI MOSFET器件的热载流子注入效应的失效机理。研究表明:前沟和背面缺陷的耦合效应是SOI器件的特有现象,对SOI器件的退化构成潜在的威胁。虽然失效机理比体硅器件复杂,但并不会阻碍高性能、低电压ULSI SOI电路的发展。 展开更多
关键词 绝缘体上硅 载流子注入效应 失效机理 可靠性
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面向Micro-LED驱动与检测的单端注入电致发光机理 被引量:4
18
作者 李俊龙 李文豪 +6 位作者 苏昊 邱佳雯 王堃 张永爱 周雄图 吴朝兴 郭太良 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1991-2000,共10页
Micro-LED具有高分辨率、高色域、高稳定性等优点,在近眼显示领域具有广阔的应用前景。然而,Mi-cro-LED存在着巨量电致发光检测和巨量金属键合两大技术瓶颈。本文提出了一种单端载流子注入的Micro-LED工作模式,并制备了一种基于该工作... Micro-LED具有高分辨率、高色域、高稳定性等优点,在近眼显示领域具有广阔的应用前景。然而,Mi-cro-LED存在着巨量电致发光检测和巨量金属键合两大技术瓶颈。本文提出了一种单端载流子注入的Micro-LED工作模式,并制备了一种基于该工作模式的Micro-LED器件,即单注入型Micro-LED。通过实验和仿真研究单注入型Micro-LED的工作过程,探究其工作机理。研究了单注入型Micro-LED在正弦交流电下的电流-驱动电压关系、电流-驱动频率关系、亮度-驱动频率关系,以及能带的周期性变化规律,并提出单注入型Micro-LED的载流子输运模型。最后,展示了单注入模式在垂直结构Micro-LED检测领域的应用,为Micro-LED检测提供了新思路。 展开更多
关键词 Micro-LED 单端载流子注入 电致发光检测 交流电
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pLEDMOS导通电阻及阈值电压的热载流子退化 被引量:2
19
作者 郑维山 孙虎 +1 位作者 刘斯扬 孙伟锋 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期522-525,共4页
研究了不同漂移区长度及不同栅场极板长度的厚栅氧化层pLEDMOS器件由热载流子效应导致的导通电阻及阈值电压的退化现象及机理.实验结果表明,增加漂移区长度能改善器件的导通电阻的退化,但加速了阈值电压的退化;增加栅场极板长度可以同... 研究了不同漂移区长度及不同栅场极板长度的厚栅氧化层pLEDMOS器件由热载流子效应导致的导通电阻及阈值电压的退化现象及机理.实验结果表明,增加漂移区长度能改善器件的导通电阻的退化,但加速了阈值电压的退化;增加栅场极板长度可以同时改善导通电阻和阈值电压的退化.借助TCAD仿真软件,模拟分析了不同漂移区长度及不同栅场极板长度的pLEDMOS器件的离子产生率和纵向电场,模拟结果解释了各种退化现象的机理,同时表明碰撞电离率和纵向电场的优化是改善器件参数退化的有效手段. 展开更多
关键词 pLEDMOS 载流子注入 导通电阻 阈值电压 退化
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22 nm体硅FinFET热载流子及总剂量效应研究 被引量:1
20
作者 王保顺 崔江维 +4 位作者 郑齐文 席善学 魏莹 雷琪琪 郭旗 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2020年第5期384-388,共5页
为了解FinFET在辐射环境下的可靠性,对22 nm体硅N型FinFET热载流子注入效应及电离总剂量效应进行了研究。试验结果表明,本批次nFinFET热载流子效应显著,鳍数越少参数退化越多。主要原因是鳍间的耦合作用降低了热载流子密度,使得多鳍器... 为了解FinFET在辐射环境下的可靠性,对22 nm体硅N型FinFET热载流子注入效应及电离总剂量效应进行了研究。试验结果表明,本批次nFinFET热载流子效应显著,鳍数越少参数退化越多。主要原因是鳍间的耦合作用降低了热载流子密度,使得多鳍器件热载流子退化减弱;总剂量辐照后,器件电学参数发生退化,主要表现为阈值电压正向漂移及饱和电流增大,这些参数变化主要与辐照在FinFET氧化物中引入的陷阱电荷相关。 展开更多
关键词 鳍式场效应晶体管 载流子注入效应 总剂量效应
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