pMOSFET的NBTI退化机理及内在影响因素

作     者：张春伟 刘斯扬 张艺 孙伟锋 苏巍 张爱军 刘玉伟 胡久利 何骁伟 

作者机构：东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心南京210096 华润上华科技有限公司无锡214028 

出 版 物：《东南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southeast University：Natural Science Edition)

年 卷 期：2015年第45卷第4期

页      面：663-667页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：港澳台科技合作专项资助项目(2014DFH10190) 青蓝工程资助项目 

主　　题：负偏温度不稳定性 衬底偏置效应 栅氧化层电场 沟道载流子浓度 

摘      要：研究了P型MOSFET的NBTI效应退化机理,以及栅氧化层电场和沟道载流子浓度对NBTI效应的影响.首先,通过电荷泵实验对NBTI应力带来的p M OSFET的界面损伤进行了测试,并利用TCAD仿真软件对测试结果进行分析,结果表明该器件的NBTI退化主要由其沟道区的界面态产生引起,而电荷注入的影响相对可以忽略.然后,通过施加衬底偏置电压的方法实现了增加器件栅氧化层电场但保持沟道载流子浓度不变的效果,进而研究了栅氧化层电场和沟道载流子浓度2个内在因素分别对NBTI退化的影响.最后,通过对比不同栅极电压和不同衬底偏置电压条件下器件的2个内在影响因素变化与NBTI退化的关系,证明了p MOSFET的NBTI效应主要由器件的栅氧化层电场决定,沟道载流子浓度对器件NBTI效应的影响可以忽略.