高压单边器件的衬底电流再次升高和相关的热载流子注入效应

• 作者: 刘韶华 叶景良 廖宽仰 戴明志 李虹 江柳 王俊 程波
• 来源期刊: 半导体学报
• 学科: 工学
• 关键词: 衬底电流 双强电场模型 衬底电流公式 热载流子注入
• 年，卷（期）: 2008,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 757-764
• 页数: 8页
• 分类号: TN386.3
• 字数: 5581字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0253-4177.2008.04.028

摘要

基于泊松方程和幸运电子模型,推出了适用于高压n型器件衬底电流(ISUB)的公式,并且为模拟和实验测量的结果所验证.普通n型低压器件的热载流子注入(HCI)效应和ISUB相关.因此,ISUB特征曲线的解释理论和基于理论的正确公式表述对于确保器件设计的可靠性尤为重要.高压器件的ISUB随栅极电压变化在峰值后再次升高.然而在普通低压器件的经典特征曲线中,ISUB仅呈现一个峰.高压器件的ISUB再次升高及其相关的可靠性问题成为新的研究热点.最广为接受的理论(Kirk effect)认为,ISUB再次升高是因为栅控沟道内的经典强电场区移动到沟道外n+漏极的边缘.本文与之不同,认为高压器件ISUB的再次升高并非因为经典强电场区的移动,而是因为在n+漏极边缘出现独立的强电场区,和经典强电场区同时并存,这就是双强电场模型.该双强电场模型仅有经典强电场的ISUB方程不适用于高压器件,新的ISUB方程也由此双强电场模型推导出来,公式与实验结果吻合.进一步地,双强电场模型引进了空穴在氧化层的陷落机制,解释了高压器件的热载流子注入效应.