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碳掺杂对28 nm PMOS器件性能的影响
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作者 吉忠浩 阎大勇 +4 位作者 龙世兵 薛景星 徐广伟 肖印长 娄世殊 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第1期136-139,145共5页
基于28nm Polysion工艺,研究了在轻掺杂源漏区(LDD)提升掺杂浓度与掺杂碳源对PMOS器件的影响。实验结果表明,掺杂碳原子可以有效抑制硼的瞬时增强扩散效应(TED),并有效降低器件结深,降低漏电流。在P型轻掺杂源漏区(PLDD)提升掺杂浓度,... 基于28nm Polysion工艺,研究了在轻掺杂源漏区(LDD)提升掺杂浓度与掺杂碳源对PMOS器件的影响。实验结果表明,掺杂碳原子可以有效抑制硼的瞬时增强扩散效应(TED),并有效降低器件结深,降低漏电流。在P型轻掺杂源漏区(PLDD)提升掺杂浓度,可以有效提高电路速度,但会导致更严重的硼扩散与漏电流。通过研究不同浓度的碳原子与PLDD浓度对器件的影响,选取合适的碳源掺杂浓度并提高PLDD的掺杂浓度,在同样饱和电流的情况下器件具有更小的漏电流,可以提升PMOS器件的饱和电流与漏电流(Ion-Ioff)性能约6%。 展开更多
关键词 28nm 碳掺杂 PLDD掺杂浓度 PMOS器件
Hot carrier degradation and a new lifetime prediction model in ultra-deep sub-micron pMOSFET
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作者 雷晓艺 刘红侠 +4 位作者 张凯 张月 郑雪峰 马晓华 郝跃 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第4期434-437,共4页
The hot carrier effect (HCE) of an ultra-deep sub-micron p-channel metal-oxide semiconductor field-effect transistor (pMOSFET) is investigated in this paper. Experiments indicate that the generation of positively char... The hot carrier effect (HCE) of an ultra-deep sub-micron p-channel metal-oxide semiconductor field-effect transistor (pMOSFET) is investigated in this paper. Experiments indicate that the generation of positively charged interface states is the predominant mechanism in the case of the ultra-deep sub-micron pMOSFET. The relation of the pMOSFET hot carrier degradation to stress time (t), channel width (W ), channel length (L), and stress voltage (Vd ) is then discussed. Based on the relation, a lifetime prediction model is proposed, which can predict the lifetime of the ultra-deep sub-micron pMOSFET accurately and reflect the influence of the factors on hot carrier degradation directly. 展开更多
关键词 寿命预测模型 PMOS器件 热载流子退化 超深亚微米 MOS场效应晶体管 半导体场效应晶体管 热载流子效应 沟道宽度
Physically based analytical model for plateau in gate C-V characteristics of strained silicon pMOSFET 预览
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作者 王斌 张鹤鸣 +3 位作者 胡辉勇 张玉明 周春宇 李妤晨 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2013年第9期2366-2371,共6页
关键词 高原性能 PMOS器件 应变硅 模型 物理 特性 栅极 MOS场效应晶体管
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pMOS器件直流应力负偏置温度不稳定性效应随器件基本参数变化的分析 被引量:3
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作者 曹建民 贺威 +1 位作者 黄思文 张旭琳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第21期424-431,共8页
应用负偏置温度不稳定性(negative bias temperature instability, NBTI), 退化氢分子的漂移扩散模型, 与器件二维数值模拟软件结合在一起进行计算, 并利用已有的实验数据和基本器件物理和规律, 分析直流应力NBTI效应随器件沟道长度... 应用负偏置温度不稳定性(negative bias temperature instability, NBTI), 退化氢分子的漂移扩散模型, 与器件二维数值模拟软件结合在一起进行计算, 并利用已有的实验数据和基本器件物理和规律, 分析直流应力NBTI效应随器件沟道长度、栅氧层厚度和掺杂浓度等基本参数的变化规律, 是研究NBTI可靠性问题发生和发展机理变化的一种有效方法. 分析结果显示, NBTI效应不受器件沟道长度变化的影响, 而主要受到栅氧化层厚度变化的影响; 栅氧化层厚度的减薄和栅氧化层电场增强的影响是一致的, 决定了器件退化按指数规律变化; 当沟道掺杂浓度提高, NBTI效应将减弱, 这是因为器件沟道表面空穴浓度降低引起的; 然而当掺杂浓度提高到器件的源漏泄漏电流很小时(小泄露电流器件), NBTI效应有明显的增强. 这些结论对认识NBTI效应的发展规律以及对高性能器件的设计具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 PMOS器件 负偏压温度不稳定性 二维器件模拟 漂移扩散模型
An analytical threshold voltage model for dual-strained channel PMOSFET 被引量:1
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作者 秦珊珊 张鹤鸣 +3 位作者 胡辉勇 戴显英 宣荣喜 舒斌 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第11期608-614,共7页
Based on the analysis of vertical electric potential distribution across the dual-channel strained p-type Si/strained Si 1-x Ge x /relaxd Si 1-y Ge y (s-Si/s-SiGe/Si 1-y Ge y) metal-oxide-semiconductor field-effect tr... Based on the analysis of vertical electric potential distribution across the dual-channel strained p-type Si/strained Si 1-x Ge x /relaxd Si 1-y Ge y (s-Si/s-SiGe/Si 1-y Ge y) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (PMOSFET),an-alytical expressions of the threshold voltages for buried channel and surface channel are presented.And the maximum allowed thickness of s-Si is given,which can ensure that the strong inversion appears earlier in the buried channel (compressive strained SiGe) than in the surface channel (tensile strained Si),because the hole mobility in the buried channel is higher than that in the surface channel.Thus they offer a good accuracy as compared with the results of device simulator ISE.With this model,the variations of threshold voltage and maximum allowed thickness of s-Si with design parameters can be predicted,such as Ge fraction,layer thickness,and doping concentration.This model can serve as a useful tool for p-channel s-Si/s-SiGe/Si 1-y Ge y metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) designs. 展开更多
关键词 PMOSFET 电压模型 阈值电压 双通道 金属氧化物半导体场效应晶体管 PMOS器件 SIGE 设计参数
与常规CMOS工艺兼容的高压PMOS器件设计与应用 预览
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作者 李红征 于宗光 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期 41-44,共4页
采用常规P阱CMOS工艺,实现了与CMOS工艺兼容的高压PMOS器律。制作的器件,其击穿电压为55V,阈值电压0.92V,驱动电流25mA。对所设计的CMOS兼容高压PMOS器件的制造工艺、器件结构和测试等方面进行了阐述。该器件已成功应用于VFD平板... 采用常规P阱CMOS工艺,实现了与CMOS工艺兼容的高压PMOS器律。制作的器件,其击穿电压为55V,阈值电压0.92V,驱动电流25mA。对所设计的CMOS兼容高压PMOS器件的制造工艺、器件结构和测试等方面进行了阐述。该器件已成功应用于VFD平板显示系列电路。 展开更多
关键词 高低压兼容 偏置栅高压MOS 标准CMOS工艺 PMOS器件
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SOI集成中应变硅的外延工艺
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作者 邓志杰 《现代材料动态》 2005年第5期 4-6,共3页
在Si晶体中产生应变是提高载流迁移率的一个熟知的方法,为发挥其最佳效果,对PMOS晶体管的空穴导电,Si沟道中的应变是压缩应变,而NMOS Si沟道中是张(力)应变。由于非应变Si中空穴迁移率平均只是电子迁移率的1/3,所以开始集中努力... 在Si晶体中产生应变是提高载流迁移率的一个熟知的方法,为发挥其最佳效果,对PMOS晶体管的空穴导电,Si沟道中的应变是压缩应变,而NMOS Si沟道中是张(力)应变。由于非应变Si中空穴迁移率平均只是电子迁移率的1/3,所以开始集中努力于提高PMOS器件中(空穴)迁移率。为保持PMOS与NMOS器件中的迁移率比(为一定值),就必须同时提高NMOS中的迁移率。 展开更多
关键词 外延工艺 应变硅 SOI PMOS晶体管 集成 PMOS器件 NMOS器件 电子迁移率 空穴迁移率 Si晶体 压缩应变 沟道
pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应 预览
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作者 刘红侠 郝跃 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期 1005-1009,共5页
研究了在热载流子注入HCI(hot-carrier rejection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性.测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移,并与单独HcI和NBT应力下的特性进行了对比.在... 研究了在热载流子注入HCI(hot-carrier rejection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性.测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移,并与单独HcI和NBT应力下的特性进行了对比.在这两种应力偏置条件下,pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强.由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场,使得器件特性严重退化.给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释. 展开更多
关键词 PMOS器件 热载流子注入 负偏压温度不稳定性 界面态 氧化层固定正电荷
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不同HALO掺杂剂量的超薄栅pMOSFET的退化 预览
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作者 赵要 胡靖 +1 位作者 许铭真 谭长华 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期 1097-1103,共7页
研究了热载流子应力下栅厚为2.1nm,栅长为0.135μm的pMOSFET中HALO掺杂剂量与器件的退化机制和参数退化的关系.实验发现,器件的退化机制对HALO掺杂剂量的改变不敏感,但是器件的线性漏电流、饱和漏电流、最大跨导的退化随着HALO掺... 研究了热载流子应力下栅厚为2.1nm,栅长为0.135μm的pMOSFET中HALO掺杂剂量与器件的退化机制和参数退化的关系.实验发现,器件的退化机制对HALO掺杂剂量的改变不敏感,但是器件的线性漏电流、饱和漏电流、最大跨导的退化随着HALO掺杂剂量的增加而增加.实验同时发现,器件参数的退化不仅与载流子迁移率的退化、漏串联电阻增大有关,而且与阈值电压的退化和应力前阈值电压有关。 展开更多
关键词 热载流子 PMOS器件 HALO结构 退化
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Si/SiGe PMOS器件的模拟优化设计与样品研制 预览
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作者 杨沛锋 何林 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期 1434-1438,共5页
通过理论分析与计算机模拟,给出以提高跨导为目标的Si/SiGe PMOSFET优化设计方法,包括栅材料的选择、沟道层中Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节,基于此已研制出Si/SiGe PMOSFET器件样品,... 通过理论分析与计算机模拟,给出以提高跨导为目标的Si/SiGe PMOSFET优化设计方法,包括栅材料的选择、沟道层中Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节,基于此已研制出Si/SiGe PMOSFET器件样品,测试结果表明,当沟道长度为2μm时,Si/SiGe PMOS器件的跨导为45mS/mm(300K)和92mS/mm(77K),而相同结构的全硅器件跨导则为33mS/mm(300K)和39mS/mm(77K)。 展开更多
关键词 锗硅 场效应晶体管 优化设计 PMOS器件
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响应表面方法与模拟相结合用于埋沟道PMOS器件性能优化 预览
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作者 甘学温 Walt.,AJ 《北京大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 1996年第5期655-662,共8页
响应表面方法与TCAD相结合是一个极具潜力的有用技术,它可以极大地减少研制和优化IC工艺的时间和成本。本文介绍了用响应表面的实验设计与模拟相结合获得模型方程并用于工艺优化的方法和优点。D-优化的设计方法和其他措施结合... 响应表面方法与TCAD相结合是一个极具潜力的有用技术,它可以极大地减少研制和优化IC工艺的时间和成本。本文介绍了用响应表面的实验设计与模拟相结合获得模型方程并用于工艺优化的方法和优点。D-优化的设计方法和其他措施结合改善模型拟合精度,得到的响应表面用于对亚微米埋沟道PMOS器件性能进行预测和优化。用响应表面得到优化的工艺条件,在此条件下由响应表面预测的结果与模拟结果取得了很好的一致。 展开更多
关键词 响应表面 模型拟合 集成电路 PMOS器件 埋沟道
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一种高压PMOS器件低剂量辐照效应分析 预览
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作者 高炜祺 刘虹宏 《空间电子技术》 2019年第2期79-82,共4页
对MOS器件总剂量辐照机理的研究,多从γ射线在SiO2中产生电子-空穴对,以及γ射线作用在SiO2-Si界面上产生新生界面态方面出发,分析γ射线对MOS器件的阈值影响,但很少分析γ射线对高压MOS器件漏源击穿电压的影响。文章针对低剂量γ射线... 对MOS器件总剂量辐照机理的研究,多从γ射线在SiO2中产生电子-空穴对,以及γ射线作用在SiO2-Si界面上产生新生界面态方面出发,分析γ射线对MOS器件的阈值影响,但很少分析γ射线对高压MOS器件漏源击穿电压的影响。文章针对低剂量γ射线对高压PMOS器件中漏源击穿电压的作用进行综合分析;重点研究了低剂量辐照情况下高压PMOS器件的漏源击穿电压特性相对于常规剂量辐照后的变化。研究表明:低剂量的γ射线会引起高压PMOS器件漏源发生严重漏电;高压PMOS器件版图设计不当时,长期的低剂量γ射线会引起高压CMOS集成电路发生功能失效的风险。 展开更多
关键词 高压PMOS器件 低剂量辐照 PMOS版图 漏源击穿电压
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击穿18V的高压LDDPMOS器件的研制 预览
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作者 王晓慧 杜寰 韩郑生 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2007年第7期 72-75,共4页
从Synopsys TCAD的软件模拟出发,基于0.8μm标准CMOS工艺,通过重新设计高压N阱,以及优化器件LDD区域注入剂量,成功研制了栅长0.8μm击穿电压达到18V的LDD结构的高压PMOS器件,并实现了低高压工艺的兼容。研制的宽长比为18/0.8的... 从Synopsys TCAD的软件模拟出发,基于0.8μm标准CMOS工艺,通过重新设计高压N阱,以及优化器件LDD区域注入剂量,成功研制了栅长0.8μm击穿电压达到18V的LDD结构的高压PMOS器件,并实现了低高压工艺的兼容。研制的宽长比为18/0.8的PMOS器件截止电流在500pA以下,阚值电压为-1.5V,-10V栅压下饱和电流为-5.6mA,击穿电压为-19V。器件主要优点是关态漏电小,且器件尺寸不增加,不影响集成度,满足微显示像素驱动电路对高压器件的尺寸要求,另外与其他高压器件相比更容易实现,节约了成本。 展开更多
关键词 高压PMOS器件 轻掺杂漏 击穿电压 器件模拟
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超深亚微米PMOS器件的NBTI退化机理 被引量:3
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作者 李忠贺 刘红侠 郝跃 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期 820-824,共5页
对超深亚微米PMOS器件的负栅压温度不稳定性(NBTI)退化机理进行了研究.主要集中在对器件施加NBT和随后的PBT应力后器件阈值电压的漂移上.实验证明反型沟道中空穴在栅氧中的俘获以及氢分子在栅氧中的扩散是引起NBTI退化的主要原因.... 对超深亚微米PMOS器件的负栅压温度不稳定性(NBTI)退化机理进行了研究.主要集中在对器件施加NBT和随后的PBT应力后器件阈值电压的漂移上.实验证明反型沟道中空穴在栅氧中的俘获以及氢分子在栅氧中的扩散是引起NBTI退化的主要原因.当应力条件变为PBT时,陷落的空穴可以快速退陷,但只有部分氢分子可以扩散回栅氧与衬底界面钝化硅悬挂键,这就导致了PBT条件下阈值电压只能部分恢复. 展开更多
关键词 超深亚微米PMOS器件 负偏压温度不稳定性 界面陷阱 氢气
深亚微米pMOS器件的HCI和NBTI耦合效应与物理机制 预览 被引量:2
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作者 刘红侠 郝跃 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期 1813-1817,共5页
研究了深亚微米pMOS器件的热载流子注入(hot—carrier injection,HCI)和负偏压温度不稳定效应(negative bias temperature instability,NBTI)的耦合效应和物理机制.器件在室温下的损伤特性由HCI效应来控制.高温条件下,器件受到... 研究了深亚微米pMOS器件的热载流子注入(hot—carrier injection,HCI)和负偏压温度不稳定效应(negative bias temperature instability,NBTI)的耦合效应和物理机制.器件在室温下的损伤特性由HCI效应来控制.高温条件下,器件受到HCI和NBTI效应的共同作用,二者的混合效应表现为NBTI不断增强的HCI效应.在HCI条件下器件的阚值电压漂移依赖沟道长度,而NBTI效应中器件的阈值电压漂移与沟道长度无关,给出了分解HCI和NBTI耦合效应的方法. 展开更多
关键词 深亚微米pMOS器件 热载流子注入 负偏压温度不稳定性 界面态 氧化层固定正电荷
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热载流子应力下超薄栅pMOS器件氧化层陷阱电荷的表征 预览 被引量:2
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作者 杨国勇 王金延 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期 238-244,共7页
利用电荷泵技术研究了4nm pMOSFET的热载流子应力下氧化层陷阱电荷的产生行为。首先,对于不同沟道长度下的热载流子退化,通过直接的实验证据,发现空穴陷阱俘获特性与应力时间呈对数关系。然后对不同应力电压、不同沟道长度下氧化层... 利用电荷泵技术研究了4nm pMOSFET的热载流子应力下氧化层陷阱电荷的产生行为。首先,对于不同沟道长度下的热载流子退化,通过直接的实验证据,发现空穴陷阱俘获特性与应力时间呈对数关系。然后对不同应力电压、不同沟道长度下氧化层陷阱电荷(包括空穴和电子陷阱俘获)的产生做了进一步的分析。发现对于pMOS-FET的热载流子退化,氧化层陷阱电荷产生分两步过程:在较短的应力初期,电子陷阱俘获是主要机制;而随着应力时间培养加,空穴陷阱俘获作用逐渐显著,最后主导了氧化层陷阱电荷的产生。 展开更多
关键词 热载流子应力 超薄栅pMOS器件 电荷 氧化层陷阱 热载流子退化 电荷泵技术
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