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功率MOSFET的负偏置温度不稳定性效应中的平衡现象

张月 卓青青 刘红侠 马晓华 郝跃

功率MOSFET的负偏置温度不稳定性效应中的平衡现象

张月, 卓青青, 刘红侠, 马晓华, 郝跃
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  • 通过对功率金属氧化物半导体场效应晶体管在静态应力下的负偏置温度不稳定性的实验研究, 发现器件参数的退化随时间的关系遵循反应扩散模型所描述的幂函数关系, 并且在不同栅压应力下, 实验结果中均可观察到平台阶段的出现. 基于反应扩散理论的模型进行了仿真研究, 通过仿真结果分析和验证了此平台阶段对应于反应平衡阶段, 并且解释了栅压应力导致平台阶段持续时间不同的原因.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2011CBA00606);国家自然科学基金(批准号: 61106106) 和中央高校基本科研业务费 (批准号: K50511250008)资助的课题.
    [1]

    Huard V, Denais M, Parthasarathy C 2006 Microelectron. Reliab. 46 1

    [2]

    Schroder D K, Babcock J A 2003 J. Appl. Phys. 94 1

    [3]

    Stathis J H, Zafar S 2006 Microelectron. Reliab. 46 270

    [4]

    Cao Y R, Ma X H, Hao Y, Tian W C 2010 Chin. Phys. B 19 097306

    [5]

    Ma X H, Cao Y R, Hao Y 2010 Chin. Phys. B 19 1173068

    [6]

    Li Z H, Liu H X, Hao Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 820 (in Chinese)

    [7]

    Huard V, Denais M, Perrier F, Revil N, Parthasarathy C, Bravaix A, Vincent E 2005 Microelectron. Reliab. 45 83

    [8]

    Alam M A, Kufluoglu H, Varghese D, Mahapatra S 2007 Microelectron. Reliab. 47 853

    [9]

    Grasser T, Kaczer B, Gos W, Reisinger H, Aichinger T, Hehenberger P, Wagner P, Schanovsky F, Franco J, Roussel P, Nelhiebel M 2010 Proceedings of IEEE International Electron Devices Meeting San Francisco, USA, December 6-8, 2010 p82

    [10]

    Stojadinović N, Danković D, Djorić-Veljković S, Davidović V, Manić I, Golubović S 2005 Microelectron. Reliab. 45 1343

    [11]

    Danković D, Manić I, Djorić-Veljković S, Davidović V, Golubović S, Stojadinoviv N 2006 Microelectron. Reliab. 46 1828

    [12]

    Bhardwaj S, Wang W, Vattikonda R, Cao Y, Vrudhula S 2008 IET Circuit Dev. Syst. 2 361

    [13]

    Alam M A, Mahapatra S 2005 Microelectron. Reliab. 45 71

    [14]

    Mahapatra S, Goel N, Desai S, Gupta S, Jose B, Mukhopadhyay S, Joshi K, Jain A, Islam A E, Alam M A 2013 IEEE Trans. Electron Dev. 60 901

    [15]

    Danković D, Manić I, Djorić-Veljković S, Golubović S, Stojadinović N 2008 Proceedings of the 26th International Conference on Microelectronics Niš, Serbia, May 11-14, 2008 p599

    [16]

    Ogawa S, Shiono N 1995 Phys. Rev. B 51 4218

    [17]

    Kufluoglu H, Alam M A 2006 IEEE Trans. Electron Dev. 53 1120

  • [1]

    Huard V, Denais M, Parthasarathy C 2006 Microelectron. Reliab. 46 1

    [2]

    Schroder D K, Babcock J A 2003 J. Appl. Phys. 94 1

    [3]

    Stathis J H, Zafar S 2006 Microelectron. Reliab. 46 270

    [4]

    Cao Y R, Ma X H, Hao Y, Tian W C 2010 Chin. Phys. B 19 097306

    [5]

    Ma X H, Cao Y R, Hao Y 2010 Chin. Phys. B 19 1173068

    [6]

    Li Z H, Liu H X, Hao Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 820 (in Chinese)

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    Huard V, Denais M, Perrier F, Revil N, Parthasarathy C, Bravaix A, Vincent E 2005 Microelectron. Reliab. 45 83

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    Alam M A, Kufluoglu H, Varghese D, Mahapatra S 2007 Microelectron. Reliab. 47 853

    [9]

    Grasser T, Kaczer B, Gos W, Reisinger H, Aichinger T, Hehenberger P, Wagner P, Schanovsky F, Franco J, Roussel P, Nelhiebel M 2010 Proceedings of IEEE International Electron Devices Meeting San Francisco, USA, December 6-8, 2010 p82

    [10]

    Stojadinović N, Danković D, Djorić-Veljković S, Davidović V, Manić I, Golubović S 2005 Microelectron. Reliab. 45 1343

    [11]

    Danković D, Manić I, Djorić-Veljković S, Davidović V, Golubović S, Stojadinoviv N 2006 Microelectron. Reliab. 46 1828

    [12]

    Bhardwaj S, Wang W, Vattikonda R, Cao Y, Vrudhula S 2008 IET Circuit Dev. Syst. 2 361

    [13]

    Alam M A, Mahapatra S 2005 Microelectron. Reliab. 45 71

    [14]

    Mahapatra S, Goel N, Desai S, Gupta S, Jose B, Mukhopadhyay S, Joshi K, Jain A, Islam A E, Alam M A 2013 IEEE Trans. Electron Dev. 60 901

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    Danković D, Manić I, Djorić-Veljković S, Golubović S, Stojadinović N 2008 Proceedings of the 26th International Conference on Microelectronics Niš, Serbia, May 11-14, 2008 p599

    [16]

    Ogawa S, Shiono N 1995 Phys. Rev. B 51 4218

    [17]

    Kufluoglu H, Alam M A 2006 IEEE Trans. Electron Dev. 53 1120

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-25
  • 修回日期:  2013-04-11
  • 刊出日期:  2013-08-05

功率MOSFET的负偏置温度不稳定性效应中的平衡现象

  • 1. 西安电子科技大学微电子学院, 西安 710071;
  • 2. 西安电子科技大学技术物理学院, 西安 710071;
  • 3. 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室, 西安 710071
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2011CBA00606)

    国家自然科学基金(批准号: 61106106) 和中央高校基本科研业务费 (批准号: K50511250008)资助的课题.

摘要: 通过对功率金属氧化物半导体场效应晶体管在静态应力下的负偏置温度不稳定性的实验研究, 发现器件参数的退化随时间的关系遵循反应扩散模型所描述的幂函数关系, 并且在不同栅压应力下, 实验结果中均可观察到平台阶段的出现. 基于反应扩散理论的模型进行了仿真研究, 通过仿真结果分析和验证了此平台阶段对应于反应平衡阶段, 并且解释了栅压应力导致平台阶段持续时间不同的原因.

English Abstract

参考文献 (17)

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