工艺偏差下PMOS器件的负偏置温度不稳定效应分布特性?

• 作者: 庄奕琪 张丽 李聪 汤华莲 许蓓蕾
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: p型金属氧化层半导体 负偏置温度不稳定性 工艺偏差 阈值电压
• 年，卷（期）: 2016,（16）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 168502-1-168502-7
• 页数: 1页
• 字数: 3655字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.168502

摘要

当器件特征尺寸进入纳米级，负偏置温度不稳定性(NBTI)效应和工艺偏差都会导致p 型金属氧化层半导体(PMOS)器件性能和可靠性的下降.基于反应-扩散(R-D)模型，本文分析了工艺偏差对NBTI效应的影响；在此基础上将氧化层厚度误差和初始阈值电压误差引入到R-D模型中，提出了在工艺偏差下PMOS器件的NBTI效应统计模型.基于65 nm工艺，首先蒙特卡罗仿真表明在工艺偏差和NBTI效应共同作用下， PMOS器件阈值电压虽然会随着应力时间增大而沿着负方向增加，但是阈值电压的匹配性却随着时间推移而变好；其次验证本文提出的统计模型准确性，以R-D模型为参考，在104 s应力时间内， PMOS器件阈值电压退化量平均值和均方差的最大相对误差分别为0.058%和0.91%；最后将此模型应用到电流舵型数模转换器中，仿真结果显示在工艺偏差和NBTI效应共同作用下，数模转换器的增益误差会随着应力时间的推移而增大，而线性误差会逐渐减小.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	庄奕琪	西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体国家重点实验室	183	1168	15.0	22.0
2	李聪	西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体国家重点实验室	9	42	4.0	6.0
3	汤华莲	西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体国家重点实验室	19	89	5.0	8.0
4	张丽	西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体国家重点实验室	25	178	9.0	12.0
5	许蓓蕾	西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体国家重点实验室	2	4	1.0	2.0