工艺偏差下PMOS器件的负偏置温度不稳定效应分布特性

发布时间：2017-08-04 07:35

  本文关键词：工艺偏差下PMOS器件的负偏置温度不稳定效应分布特性

  更多相关文章： 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

【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10~4s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.
【作者单位】： 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;
【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
【基金】：国家自然科学基金(批准号:61574109) 微光夜视技术重点实验室基金项目(批准号:9140C380502150C38001) 中央高校基本科研业务费(批准号:JB141109)资助的课题~~
【分类号】：TN386.1
【正文快照】： 1引言 随着集成电路技术快速发展,半导体加工工艺已从微米时代发展到了纳米时代.器件特征尺寸和氧化层厚度的不断缩小,一些在微米时代可以忽略的失效模式对器件和电路的影响越来越显著,其中p型金属氧化层半导体(PMOS)器件的负偏置温度不稳定性NBTI(negative bias temperature

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本文编号：618366