导读:本文包含了热载流子效应论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:载流子,效应,剂量,衬底,电流,氧化物,半导体。
热载流子效应论文文献综述
何玉娟,刘远,章晓文[1]（2019）在《基于低频噪声的65nm工艺NMOS器件热载流子注入效应分析》一文中研究指出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。(本文来源于《半导体技术》期刊2019年07期）
王祺[2]（2018）在《基于55nm工艺技术的热载流子效应及其电流非线性退化的研究》一文中研究指出在科学技术爆炸式变革的当代,集成电路已经渗透到人们工作生活的方方面面。集成电路芯片的需求量与日俱增,提升整个芯片的集成度以及性能成为业界的主攻方向。随着制程工艺的日加成熟,MOSFET器件的特征尺寸按比例大幅度缩小,短沟道效应的加剧使得热载流子效应愈发突显,电路系统的可靠性产生瓶颈。随着技术节点的推进,MOSFET器件由热载流子效应产生退化的机理变得复杂,传统的退化机理模型对实际可靠性工程评估带来挑战。本文首先介绍了MOSFET器件中热载流子效应的产生机理以及业界的测试评估方法。对影响热载流子效应的要素进行了实验归纳分析,包括器件尺寸、电性参数、测试温度以及应力模式,最后实验验证了工艺制程中改善抑制热载流子效应的方法。本文研究表明,MOSFET器件沟道制造长度与最终器件失效时间存关联,数据处理以1/Length作为横坐标,同时纵坐标将器件失效时间取对数进行排布,两者呈线性关系。MOSFET器件的电性参数初始值影响最终热载流子效应退化严重度,饱和电流初始值越大,退化越严重。nMOSFET器件沟道制造长度为0.08μm时,接近测试温度以及测试应力模式的选取临界点。当nMOSFET器件沟道制造长度大于0.08μm时选取室温25℃最大衬底电流应力模式,反之则选取高温125℃环境下V_g=V_d应力模式。栅氧化层工艺改善、轻掺杂漏注入工艺改善以及热退火工艺改善在55nm工艺技术中对抑制热载流子效应均有明显作用。后续探讨了55nm工艺技术热载流子效应评估过程中遇到的非线性退化现象,设计进行实验研究,提出了退化机理以及合理的测试评估方法。传统的热载流子效应退化模型认为在保持同一种应力模式且应力大小保持不变时,MOSFET器件退化的整个过程退化机理不变,即MOSFET器件电性参数退化值与应力累积时间的关系使用幂次定律拟合呈线性关系。根据实际测试的数据,基于55nm工艺技术的MOSFET器件的退化机理已不再由一种机理主导并呈现非线性退化。其中,对nMOSFET器件而言,退化初期主要受氧化层陷落电子影响,随后受主型界面态陷阱成为器件饱和电流退化的主导因素;对pMOSFET器件而言,同样氧化层中的陷落电子在退化初期起主要作用,随后逐步转为由施主型界面态陷阱主导,当pMOSFET器件氧化层变薄至一定厚度时,未观察到非线性退化现象。实际测试方法的设置应根据器件电性参数退化程度而定,由于整个退化过程中不同应力时间段内拟合斜率存明显差异,通过拟合特定时间段斜率推导失效时间将得到错误结果。本研究的影响和意义在于根据55nm工艺技术热载流子效应测试中得到的工程经验,为后续其他技术节点的开发起到指导性参考作用。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-06-01）
张铭[3]（2018）在《基于0.18um和65nm商用CMOS工艺的热载流子注入效应研究》一文中研究指出互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简写为CMOS)是集成电路行业的基石,其可靠性问题一直都是业界关注的焦点。MOS器件工艺进入深亚微米节点之后,栅氧厚度和沟道长度大幅度减小,而器件的工作电压却没有等比例缩小,使得沟道区横向与纵向电场变得更大,热载流子注入问题变得越来越严重。其中,由于电子迁移率较空穴更高,NMOS器件的热载流子注入效应较PMOS器件也更严重。基于以上背景,本文围绕NMOS器件的热载流子注入效应进行研究。本文基于业界大规模使用的0.18μm CMOS工艺以及65nm CMOS工艺设计了热载流子注入效应测试结构;基于设计制造完成的测试结构,以I-V特性测试法为基础,设置了热载流子注入测试流程,搭建测试平台,E完成热载流子注入效应的自动化测试;经过试验验证,测试平台稳定可靠,能够完整地完成NMOS器件热载流子注入效应的试验研究。对于0.18μm工艺NMOS器件,研究了热载流子注入效应对器件I_d-V_g曲线,阈值电压,饱和漏极电流,跨导的影响。进行了NMOS器件热载流子寿命预测,证明器件寿命能够达到直流应力条件下10年的寿命要求。对环栅器件和直栅器件的热载流子退化效应进行了对比研究,结果表明环栅NMOS器件(环内为NMOS管的栅极)的热载流子退化程度低于直栅器件。在65nm CMOS工艺节点,热载流子效应的应力施加条件与长沟道器件不同,其注入最劣偏置由漏极雪崩热载流子(Drain Avalanche Hot Carrier,DAHC)偏置变为沟道热载流子(Channel Hot Carrier,CHC)偏置,在我们的研究中也得到体现。除此之外,温度对NMOS器件的热载流子退化的影响也与长沟道器件不同。本文试验表明,在65nm工艺中,高温条件下热载流子退化问题更严重。此外,当CMOS集成电路应用在航天、军事和高能物理等辐射环境中时,会受到辐射效应和热载流子效应的同时影响,因此研究辐射效应与热载流子效应的相互影响很有意义。本文研究了总剂量辐射对65nm NMOS器件的影响,结果表明由于器件氧化层中缺陷密度低以及栅氧厚度薄,直到2 Mrad(Si),NMOS器件由于总剂量辐射引起的性能退化并不显着。但是经过辐射的器件的热载流子退化明显高于未经辐射的器件,表明了总剂量辐照对热载流子退化的加速作用。对比了直栅器件与环栅器件在总剂量辐射之后的热载流子退化情况,结果表明总剂量辐射之后,环栅器件的热载流子退化程度较低。对比了不同辐照偏置对NMOS器件热载流子退化的影响,结果表明最劣辐照偏置会使器件在热载流子注入时有更严重的参数漂移。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-01）
付兴中,何玉娟,郑婕,章晓文[4]（2017）在《总剂量辐照与热载流子协同效应特性分析》一文中研究指出研究了总剂量辐照效应对0.35μm的NMOS器件热载流子测试的影响,结果发现:经过100 krad(Si)总剂量辐照的NMOS器件在热载流子测试时其阈值电压的变化量远远地大于未经辐照的器件的,其原因与总剂量辐照退火效应和辐射感生界面陷阱俘获热电子有关。(本文来源于《电子产品可靠性与环境试验》期刊2017年06期）
谢儒彬,张庆东,纪旭明,吴建伟,洪根深[5]（2017）在《抗辐射0.18μm NMOS器件热载流子效应研究》一文中研究指出基于0.18μm CMOS工艺开发了抗总剂量辐射加固技术,制备的1.8 V NMOS器件常态性能良好,器件在500 krad(Si)剂量点时,阈值电压与关态漏电流无明显变化。研究器件的热载流子效应,采用体电流Isub/漏电流Id模型评估器件的HCI寿命,寿命达到5.75年,满足在1.1 Vdd电压下工作寿命大于0.2年的规范要求。探索总剂量辐射效应与热载流子效应的耦合作用,对比辐照与非辐照器件的热载流子损伤,器件经辐照并退火后,受到的热载流子影响变弱。评估加固工艺对器件HCI可靠性的影响,结果表明场区总剂量加固工艺并不会造成热载流子损伤加剧的问题。(本文来源于《电子与封装》期刊2017年04期）
何玉娟,章晓文,刘远[6]（2016）在《总剂量辐照对热载流子效应的影响研究》一文中研究指出研究了总剂量辐照效应对0.35μm n型金属-氧化物-半导体(NMOS)器件热载流子测试的影响.试验结果表明:经过100 krad(Si)总剂量辐照后进行5000 s的热载流子测试,NMOS器件阈值电压随着总剂量的增大而减小,然后随热载流子测试时间的增加而增大,且变化值远远超过未经过总剂量辐照的器件;总剂量辐照后经过200 h高温退火,再进行5000 s的热载流子测试,其热载流子退化值远小于未高温退火的样品,但比未辐照的样品更明显,即总剂量辐照与热载流子的协同效应要超过两种效应的简单迭加.根据两种效应的原理分析,认为总剂量辐照感生氧化层陷阱电荷中的空穴与热电子复合减少了正氧化层的陷阱电荷,但辐照感生界面态俘获热电子形成负的界面陷阱电荷,表现为两者的协同效应模拟方式比单机理模拟方式对器件的影响更严重.(本文来源于《物理学报》期刊2016年24期）
储晓磊[7]（2016）在《VDMOS器件的自热效应及高温热载流子效应的研究》一文中研究指出半导体功率器件是自集成电路发展以来一直被关注的主要焦点之一。它是实现工控智能化、系统化的核心技术基础。VDMOS器件是自20世纪末发展起来的主流功率器件中最具特色的一种。它具有高耐压、高开关速度、驱动能力强、热稳定好等优点,被广泛用于汽车电子、电机驱动、开关电源等各个领域。随着VDMOS在市场占有率逐年升高,人们对该器件的性能提出了更高的要求。VDMOS功率的可靠性是时下讨论的最热门的话题之一。研究器件可靠性的目的是为了使其可通过改进优化而具有更高的稳定性。本文综述了近些年来功率器件的发展概况。在大功率器件为市场带来巨大经济的效益的同时,也造成了巨大的能源消耗和诸多可靠性隐患。在此背景下,本文对VDMOS器件高温可靠性进行了深入研究,主要内容如下：首先从VDMOS基本结构和工作原理出发,对器件的性能参数进行了剖析。该器件是采用自对准双扩散工艺下形成的导电沟道,通过合理设计P阱掺杂浓度可有效控制沟道长度。从而有利于提高器件开关速度和工作频率,同时降低了导通电阻而增强了驱动能力。另外、DMOS比普通MOS多了一个外延层的存在,是使其具有了更高耐压特性的关键。重点对阈值电压、导通电阻和击穿电压等参数逐个进行了讨论研究。并通过仿真展示了输出特性和传输特性曲线。接着本文对VDMOS管的自热效应做了深入探讨。用二维器件仿真软件Silvaco-Atlas模拟了VDMOS器件工作时产热分布,观察到高温区集中分布在沟道末端及积累层区域。仿真了器件自加热效应情形下的输出特性曲线,结果显示曲线在达到饱和点后随漏电压增大有下降趋势,而且高栅压下,这种下降趋势更为明显,通过结合理论分析自热效应对器件参数造成的影响,从而揭示了自热效应导致器件退化的本质。本文最后讨论了高温环境下VDMOS热载流子效应损伤机制,通过建立衬底电流模型,分析了衬底电流受偏置电压和温度影响的变化过程。结果表明：(1)衬底电流在偏置电压固定时,衬底电流随温度升高呈先下降后升高的变化过程。(2)在温度相同情况下,越高的偏置电压会导致产生更大衬底电流,反之亦然。结合理论确定了在温度的应力下器件内电场分布、表面势、电子电流密度等参数的退化是导致衬底电流上升的主要因素。最后通过仿真展示了阈值电压、饱和漏电流以及转移特性等电学特性的退化。(本文来源于《安徽大学》期刊2016-05-01）
李宁[8]（2016）在《0.18μm部分耗尽SOI H形栅NMOSFET常温下热载流子效应的研究》一文中研究指出SOI (Silicon On Insulator,绝缘体上硅)技术是自上世纪末以来集成电路领域兴起的研究热点,广泛应用于航天、航空、军工、汽车电子等行业,具有明显好于体硅材料的优良特性。热载流子效应(Hot-Carrier Effect, HCE)直接影响半导体器件的稳定性和使用寿命,与半导体制造工艺、制备材料、器件结构、使用环境等均有直接关系,是集成电路尤其是军品可靠性研究重点手段之一。SOI虽然具有其优越性,但由于埋氧化层(BOX)的存在以及为了避免SOI浮体效应经常会采用特殊的体接触结构,使得SOI器件尤其是PD (Partially Depleted,部分耗尽)SOI器件的热载流子效应的研究更加复杂,本文通过对0.18pm PD SOI H形栅NMOSFET进行加速应力试验研究,观察热载流子效应下常用的不同宽长比结构的器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流叁个参数与应力偏置条件、应力时间、器件结构之间的关系,旨在加速0.18μm PD SOI抗辐射器件和电路产品实用化进程,完成的主要工作成果如下：1)完善了SOI器件热载流子试验的系统,补充并规范了试验流程；2)修正了原有的热载流子效应模型,完成大量的加速应力试验,对测试数据进行提取和拟合,得出器件退化参数(器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流)与应力偏置(VGSstress、VDSstress)、应力时间(t)和沟道长度(L)、宽度(W)之间的关系；3)提出建立H形栅NMOSFET的TCAD器件模型,分析沟道横向电场分布,解释了PD SOI NMOSFET热载流子效应的物理机制；将建立的热载流子模型对标准0.18pm PD SOI工艺SPICE模型进行部分修正,用环振电路对器件模型进行了有效应用验证,并获得初步科研成果。SOI基器件热载流子效应导致的参数退化量与加速试验过程中的t、VGSstress和VDSstress采用了幂函数关系,而与沟道长度L则采用指数关系可更好的对热载流子效应进行解释,沟道宽度W对器件的退化基本没有影响。(本文来源于《中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)》期刊2016-04-01）
周航,郑齐文,崔江维,余学峰,郭旗[9]（2016）在《总剂量效应致0.13μm部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应》一文中研究指出空间科学的进步对航天用电子器件提出了更高的性能需求,绝缘体上硅(SOI)技术由此进入空间科学领域,这使得器件的应用面临深空辐射环境与地面常规可靠性的双重挑战.进行SOI N型金属氧化物半导体场效应晶体管电离辐射损伤对热载流子可靠性的影响研究,有助于对SOI器件空间应用的综合可靠性进行评估.通过预辐照和未辐照、不同沟道宽长比的器件热载流子试验结果对比,发现总剂量损伤导致热载流子损伤增强效应,机理分析表明该效应是STI辐射感生电场增强沟道电子空穴碰撞电离率所引起.与未辐照器件相比,预辐照器件在热载流子试验中的衬底电流明显增大,器件的转移特性曲线、输出特性曲线、跨导特性曲线以及关键电学参数V_T,GM_(max),ID_(SAT)退化较多.本文还对宽沟道器件测试中衬底电流减小以及不连续这一特殊现象进行了讨论.(本文来源于《物理学报》期刊2016年09期）
储晓磊,高珊,李尚君[10]（2016）在《VDMOS器件高温热载流子效应的研究》一文中研究指出用二维器件仿真软件Silvaco-Atlas模拟了VDMOS器件工作时产热分布,观察到高温区集中分布在沟道末端及积累层区域。仿真了自加热效应情形下的输出特性曲线,图像显示曲线在达到饱和点后随漏电压增大有下降趋势。结合理论揭示了自加热效应造成器件电学参数退化机理。通过建立衬底电流模型,分析了衬底电流受偏置电压和温度影响的变化过程。结果表明:在偏置电压固定时,衬底电流随温度升高呈先下降后升高的变化过程;在高温和高偏置电压下衬底电流有指数上升趋势,而且正比于阈值电压、饱和漏电流以及传输特性等电学特性的退化。(本文来源于《固体电子学研究与进展》期刊2016年01期）
热载流子效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在科学技术爆炸式变革的当代,集成电路已经渗透到人们工作生活的方方面面。集成电路芯片的需求量与日俱增,提升整个芯片的集成度以及性能成为业界的主攻方向。随着制程工艺的日加成熟,MOSFET器件的特征尺寸按比例大幅度缩小,短沟道效应的加剧使得热载流子效应愈发突显,电路系统的可靠性产生瓶颈。随着技术节点的推进,MOSFET器件由热载流子效应产生退化的机理变得复杂,传统的退化机理模型对实际可靠性工程评估带来挑战。本文首先介绍了MOSFET器件中热载流子效应的产生机理以及业界的测试评估方法。对影响热载流子效应的要素进行了实验归纳分析,包括器件尺寸、电性参数、测试温度以及应力模式,最后实验验证了工艺制程中改善抑制热载流子效应的方法。本文研究表明,MOSFET器件沟道制造长度与最终器件失效时间存关联,数据处理以1/Length作为横坐标,同时纵坐标将器件失效时间取对数进行排布,两者呈线性关系。MOSFET器件的电性参数初始值影响最终热载流子效应退化严重度,饱和电流初始值越大,退化越严重。nMOSFET器件沟道制造长度为0.08μm时,接近测试温度以及测试应力模式的选取临界点。当nMOSFET器件沟道制造长度大于0.08μm时选取室温25℃最大衬底电流应力模式,反之则选取高温125℃环境下V_g=V_d应力模式。栅氧化层工艺改善、轻掺杂漏注入工艺改善以及热退火工艺改善在55nm工艺技术中对抑制热载流子效应均有明显作用。后续探讨了55nm工艺技术热载流子效应评估过程中遇到的非线性退化现象,设计进行实验研究,提出了退化机理以及合理的测试评估方法。传统的热载流子效应退化模型认为在保持同一种应力模式且应力大小保持不变时,MOSFET器件退化的整个过程退化机理不变,即MOSFET器件电性参数退化值与应力累积时间的关系使用幂次定律拟合呈线性关系。根据实际测试的数据,基于55nm工艺技术的MOSFET器件的退化机理已不再由一种机理主导并呈现非线性退化。其中,对nMOSFET器件而言,退化初期主要受氧化层陷落电子影响,随后受主型界面态陷阱成为器件饱和电流退化的主导因素;对pMOSFET器件而言,同样氧化层中的陷落电子在退化初期起主要作用,随后逐步转为由施主型界面态陷阱主导,当pMOSFET器件氧化层变薄至一定厚度时,未观察到非线性退化现象。实际测试方法的设置应根据器件电性参数退化程度而定,由于整个退化过程中不同应力时间段内拟合斜率存明显差异,通过拟合特定时间段斜率推导失效时间将得到错误结果。本研究的影响和意义在于根据55nm工艺技术热载流子效应测试中得到的工程经验,为后续其他技术节点的开发起到指导性参考作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热载流子效应论文参考文献
[1].何玉娟,刘远,章晓文.基于低频噪声的65nm工艺NMOS器件热载流子注入效应分析[J].半导体技术.2019
[2].王祺.基于55nm工艺技术的热载流子效应及其电流非线性退化的研究[D].上海交通大学.2018
[3].张铭.基于0.18um和65nm商用CMOS工艺的热载流子注入效应研究[D].电子科技大学.2018
[4].付兴中,何玉娟,郑婕,章晓文.总剂量辐照与热载流子协同效应特性分析[J].电子产品可靠性与环境试验.2017
[5].谢儒彬,张庆东,纪旭明,吴建伟,洪根深.抗辐射0.18μmNMOS器件热载流子效应研究[J].电子与封装.2017
[6].何玉娟,章晓文,刘远.总剂量辐照对热载流子效应的影响研究[J].物理学报.2016
[7].储晓磊.VDMOS器件的自热效应及高温热载流子效应的研究[D].安徽大学.2016
[8].李宁.0.18μm部分耗尽SOIH形栅NMOSFET常温下热载流子效应的研究[D].中国科学院大学(工程管理与信息技术学院).2016
[9].周航,郑齐文,崔江维,余学峰,郭旗.总剂量效应致0.13μm部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应[J].物理学报.2016
[10].储晓磊,高珊,李尚君.VDMOS器件高温热载流子效应的研究[J].固体电子学研究与进展.2016
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