一、受主型界面态在深亚微米槽栅PMOSFET中引起退化的研究（论文文献综述）
于鹏远[1]（2020）在《MOS结构总剂量辐射效应建模方法研究》文中研究说明MOS结构电子器件作为集成电路的关键元素,电离辐射会在其绝缘体氧化层中引起明显的电荷积累。研究表明,在氧化层中俘获空穴形成的氧化层陷阱电荷Not和在Si-Si O2界面处形成界面态陷阱电荷Nit是辐射诱导产生的最主要的两类电荷。这两种陷阱电荷是引起器件电学特性变化,导致器件性能衰退或故障的辐照损伤机制。由于器件尺寸不断缩小,抗辐照加固技术需要更精确辐射效应模型。并且随着“探月探火”任务的增多,研究辐照温度对MOS器件电离辐射的影响也受到了关注。本文目标是研究MOS结构器件总剂量辐照损伤机制,建立一套能用来分析器件在不同剂量、不同温度下比以往研究更精确的辐照损伤数值模型。在数值模型建立过程中主要考虑辐照剂量、辐照温度这两个物理参数与两类陷阱电荷生成的关系。最后将本文提出的总剂量辐射模型与相关文献的实验数据和本文的实验数据进行了很好的拟合。全文的研究可以概括为以下四个部分:（1）结合以往MOS器件总剂量辐射效应物理机制的研究,阐述了氧化层陷阱电荷与界面态陷阱电荷的生成机理,并具体分析了辐照温度对总剂量辐射各个物理过程以及两类陷阱电荷生成与退火的影响。（2）建立总剂量辐射氧化层改进模型。研究发现,总剂量辐射氧化层一般模型与多篇实验文献数据拟合误差较大,这是由于随着辐照温度的增加,氧化层陷阱电荷的热激发退火效应越来越明显,而隧穿退火效应影响空穴在氧化层中被俘获区域的大小,二者都会影响氧化层陷阱电荷的生成。最终,本文对氧化层一般模型进行了改进,考虑了隧穿退火与热激发退火效应,得到改进的氧化层模型。验证结果表明改进的氧化层模型的拟合精度显着提高。（3）建立界面态陷阱电荷在辐照温度影响下的Weibull概率分布模型。研究发现,在不同辐照温度影响下,界面态陷阱电荷的变化曲线与概率分布模型中Weibull分布类似。本文将辐照温度的Weibull概率密度函数,与现阶段最受认可的氢质子“两阶段模型”结合,建立了在不同辐照温度影响下,界面态陷阱电荷的Weibull概率分布模型。之后基于K-S（Kolmogorov-Smirnov）统计量检验方法,在Matlab中构造K-S检验的置信带,较直观的观测到界面态陷阱电荷在不同辐照温度影响下服从Weibull分布的准确性。（4）设计总剂量辐射实验对本文总剂量辐射模型进行验证。根据氧化层改进模型与界面态Weibull概率分布模型得到阈值电压漂移总剂量辐射模型,并与多篇参考文献实验数据进行拟合,拟合结果良好。最后设计本文的总剂量辐射实验,实验在中国科学院新疆物理与化学技术研究所进行,得到了实验器件在不同剂量点下的转移特性曲线,通过阈值电压提取方法的线性外推法得到相应的阈值电压漂移数据,与本文提出的总剂量辐射模型进行拟合,进一步验证本文提出的总剂量辐射模型的准确性。综上所述,本论文较深入地研究了MOS器件的总剂量辐射效应,进一步完善了总剂量辐射效应数值模型。在利用计算机软件模拟器件在辐照环境下的行为时,能够提升计算机仿真的精度,最终为集成电路的抗辐照加固技术的研究提供参考。
王恒[2]（2016）在《综合效应下模拟电路性能研究》文中研究指明MOS器件的可靠性问题在影响器件性能的同时也会影响电路的性能,从而制约集成电路的进一步发展。深亚微米尺寸CMOS器件的可靠性问题包括NBTI（Negative Bias Temperature Instability）效应,CHC（Channel Hot Carrier）效应和TID（Total Ionizing Dose）效应等。随着集成电路的进一步发展,这些效应将会进一步加重。针对这些问题的研究已经屡见不鲜,但是用于航空航天设备电路的综合效应的研究还比较少。目前人类对太空的探索越来越多,对太空辐射耐受电路的需求也日渐增强,所以结合辐射总剂量效应来研究电路的可靠性具有重要的意义。本文基于65nm CMOS工艺就综合效应对器件阈值电压及电路性能产生的影响进行了研究。首先介绍了器件级的短期模型、电路级的长期模型,并介绍了由实验获取的TID和CHC综合效应模型,由该模型推算出地球同步轨道处剂量率下的长期应力退化模型。根据CHC的电路级长期可靠性模型,得出该模型的MATLAB数值分析方法,以获取更加精确的阈值电压退化值。在此基础上,由AMS（Analog and Mixed Signal）电路传统的可靠性分析方法,建立MATLAB和SPICE联合迭代分析的方法,将电路参数的退化按一定的步长迭代到可靠性模型中,降低了对差分放大器可靠性预测的误差。对比迭代前后阈值电压退化10%的时间,迭代前的算法比迭代后的算法多预测了4.7年。最后通过电路失配仿真得出差分放大器的失调电压,预计电路寿命约为3.2年,该数据得到SyRA（System Reliability Analyzer）的支持,表明本文建立的迭代分析方法是正确的。根据电路级长期可靠性模型,本文又用MATLAB和SPICE的联合迭代分析方法对VCO进行综合效应电路退化分析。同时,把CHC和TID效应简单叠加的结果,与它们的联合模型作用的结果作对比,发现后者产生了更大的阈值电压退化,说明CHC与TID会相互作用并使VCO（Voltage Controlled Oscillator）退化更严重。最后根据分析得出的综合效应下VCO的性能退化,10年内其输出频率减小了33.2%,远超出了其寿命限制退化频率,说明要想使该电路用在寿命超过10年的宇航电子设备中,还需要进行辐射加固或电路结构改进,该分析为抗辐射加固及综合效应可靠性预测提供了一定的参考。
王志[3]（2014）在《SOI器件的辐照效应与加固电路设计技术研究》文中进行了进一步梳理SOI器件和电路具有良好的抗单粒子效应和瞬时辐照效应的性能，被广泛地应用于各种抗辐射领域。但是埋氧层的存在使得SOI技术的辐照效应更加复杂，如何提高其抗辐照性能成为研究重点。本文通过实验研究了0.8μm PD SOI PMOSFET经过60Co γ射线辐照后的总剂量效应，分析了沟道长度对器件辐照效应的影响。实验研究结果表明：在辐照的总剂量相同时，短沟道SOI器件的阈值电压负向漂移量比长沟道SOI器件大，最大跨导退化的更加明显。通过亚阈值分离技术分析得到，氧化物陷阱电荷是引起阈值电压漂移的主要因素。与长沟道SOI器件相比，短沟道SOI器件辐照感生的界面陷阱电荷更多。辐照引起阈值电压的负向漂移和迁移率的降低使短沟道器件的输出电流减小的更多。通过ISE-TCAD软件模拟总剂量效应对传统反相器以及抗辐照反相器单元电路的影响。仿真结果表明，经过加固设计的反相器在经受1000krad（Si）的辐照后，输出还能保持“高”电平。此外，利用ISE-TCAD和HSPICE软件模拟单粒子翻转效应对反相器、SRAM存储单元和采用隔离阱技术的SOI反相器电路、SRAM存储单元电路的影响。结果表明：经过加固设计的反相器和SRAM存储单元具有优良的抗单粒子翻转效应的性能。
孙鹏[4]（2013）在《电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究》文中研究表明工作于太空中的电子元器件由于其环境特点会受到空间粒子的辐射作用。在辐射作用下，器件的性能下降，使用寿命也会减少。器件受到辐射作用后的性能下降源于器件内部材料的退化，并最终导致器件的失效。随着半导体工艺的进步，电子元器件持续小型化，集成电路封装不断密集化，导致器件关键参数的退化，从而增加了器件的失效概率。另一方面，器件尺寸的减小也会引起某些新效应，这些新效应会间接影响器件的可靠性。因此，有必要对太空环境中器件的辐射退化以及产生的新效应进行灵敏表征，从而对器件的整体可靠性进行评估。本文系统地研究了电子元器件辐射退化的物理机理，深入研究了MOS器件以及双极器件的辐射退化机理，并给出了对以上两种器件辐射退化的灵敏表征方法，除此之外，本文还对超深亚微米MOS器件的单粒子新效应进行了研究，重点研究了电荷共享这一新机理和多位翻转这一新效应，并对原有的电荷收集模型进行了修正，使其适用于超深亚微米MOS器件。本文具体的研究成果以及创新点如下：（1）对双极器件辐射作用后的参数变化进行了分析，结合双极器件辐射退化的物理机理，建立了双极器件辐射退化的噪声表征模型，并通过实验进行了验证。实验结果证实了模型的正确性，结果还表明，与电学参量相比，噪声参量的灵敏度更高，在电学参量变化率为3%左右的情况下，噪声参量的变化率高达2500%。因此，利用噪声参量可以对双极器件的辐射损伤进行进行灵敏表征。（2）对双极器件的电离辐射效应和位移辐射效应进行了研究，发现两种辐射效应的产生机制并不相同，并通过实验对两种效应进行了区分。结果表明，双极器件中的关键部位，即p-n结二极管的反向电流的变化可以很好的表征电离辐射效应，而其在某一固定电流处的正向电压的变化则可以很好的表征位移辐射效应。模型和实验结果均表明，在低剂量情况下，电离辐射效应占主导地位，随剂量增大，位移辐射效应所占的比例逐渐上升。（3）对MOS器件辐射退化的物理机理进行了研究，分别建立了MOS器件辐射退化模型以及辐射退化的噪声表征模型，并通过实验对模型进行了验证。实验结果验证了模型的正确性，发现氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷的数量在不同剂量下会产生饱和现象，其中界面陷阱电荷数量先产生饱和。结果还表明，当MOSII电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究器件受到辐射作用时，其噪声参量的变化程度远大于电学参量的变化程度，因此，可以利用噪声参量对器件的辐射退化进行表征。（4）对MOS器件辐射作用前的1/f噪声特性进行了分析，发现辐射作用前的1/f噪声对MOS器件的潜在缺陷可以起到很好的表征作用。建立了基于辐射作用前1/f噪声的MOS器件潜在缺陷表征模型，并通过实验进行了验证。结果表明，MOS器件辐射作用后的阈值电压漂移量与辐射作用前的1/f噪声幅值成正比，因此，该模型有助于利用1/f噪声参量来表征MOSFET内部潜在缺陷的数量和严重程度。（5）对超深亚微米MOS器件的单粒子新效应进行了研究，发现了电荷共享这一新机理和多位翻转这一新效应。针对现有电荷收集模型无法应用于超深亚微米器件的情况，在原有模型的基础上提出了新模型，利用新模型对90nmMOS器件的电荷收集情况进行了模拟，并利用TCAD模拟软件进行了验证。结果表明，与原有模型的模拟结果相比，新模型的模拟结果与TCAD的模拟结果更为相近，这表明了新模型的正确性。（6）对超深亚微米MOS器件单粒子多位翻转的物理机理进行了研究，发现在小尺寸情况下，由于电荷共享所导致的单粒子多位翻转数量与比重都有所上升，建立了基于器件临界电荷Qc r以及收集电荷Qc o的超深亚微米MOS器件单粒子多位翻转表征模型，并通过模拟对该模型进行了验证。模拟结果表明，单个入射粒子所引起的多位翻转情况受到粒子入射的线性能量传输（Linear Transfer Energy）值、入射位置以及入射角度的影响。
胡伟佳[5]（2012）在《基于电荷泵技术的Si-SiO2界面电荷分布特性研究》文中研究表明随着CMOS工艺的发展,栅介质层的厚度不断减薄,导致栅的泄漏电流不断增大,这使得传统测量界面态的C-V法受限,不适用于研究短沟道器件的热载流子注入效应。本文主要目的是基于电荷泵技术研究深亚微米器件的热载流子效应对Si-SiO2界面电荷分布特性的影响。采用0.35μm和0.18μm CMOS工艺制造的器件,深入探讨器件尺寸缩小对器件热载流子效应的影响。本文深入研究了电荷泵技术在CMOS器件可靠性测量中的作用。结果表明脉冲频率和幅值、占空比和源漏反偏压大小都会影响到电荷泵技术的测量可靠性,为了得到正确的测量结果,需要综合选择测量频率、源漏反偏压、幅值和占空比。引入电子和空穴发射理论对实验中出现背离普遍的电荷泵曲线做深入分析。提出对超薄深亚微米器件,由于栅的泄漏电非常大,需要采用高低频电荷泵测量方法,扣除漏电流的影响。经实验得到,脉冲高低频率分别为8MHz和500kHz最优。这些结论为更加准确地分析MOS器件的CP测试结果提供了指导意义,也为研究CMOS器件的HCI效应和NBTI效应提供了参考方法。在最坏应力条件下,0.18μm CMOS工艺器件出现新的退化现象。研究发现传统Vd=0.1V条件下线性区漏极电流退化为最严重情况已经不适用于采用先进工艺制造的器件。研究发现,漏极电流的退化为漏极电压的函数,Vd的增大导致禁带中界面态和沟道反型层电荷密度的减少,在这两种机制相互竞争下,漏极电流退化最大值对应的漏极电压大于O.1V。研究表明,在最大衬底电流条件下,界面陷阱的产生是导致器件电参数退化的主要原因,最大线性跨导的退化为最快。对于0.18μ NMOSFET,界面态的产生在2000s之后有趋于饱和趋势。随着沟道宽度的缩小或者沟道长度的缩小,界面态的产生增大,导致器件退化更为严重。器件各电参数的退化与时间和界面态的产生都呈现幂指数关系。随着器件尺寸的缩小,热载流子注入效应造成的损伤区占总沟道长度的比率增大,这种趋势导致最大线性区跨导随着器件尺寸的缩小退化越来越严重。基于二维模拟软件模拟深亚微米NMOSFETs热载流子效应,结果表明,随着器件尺寸的缩小,有更多热载流子注入到氧化层中被陷阱俘获或与Si-O、Si-H键作用产生界面态,也就是热载流子效应引起器件退化将会越来越严重。此外,用模拟的方法验证了,在中等栅压条件下,深亚微米NMOS器件性能退化主要是由于界面态产生导致,指出了电子迁移率衰退和阈值电压增大是导致深亚微米NMOSFETs电学性能退化的根本原因。
解江[6]（2011）在《0.13μm pMOSFET的NBTI效应研究》文中提出随着集成电路工艺尺寸不断减小,负偏置温度不稳定性（NBTI）效应对CMOS电路的影响日趋严重,其导致的PMOSFET的参数退化现象越来越不可忽视,成为制约CMOS电路寿命的主要因素之一。本文主要针对0.13μm铜互连工艺的PMOSFET的NBTI效应进行了深入研究。设计了NBTI测试结构,完成了版图设计和样品的流片及封装。规划了NBTI试验方案,对NBTI寿命模型的相关参数进行了测试和参数提取,确立了0.13μm的NBTI寿命模型,并与0.18μm CMOS工艺PMOSFET的NBTI寿命模型进行了比对分析。基于实际电路工作状态的考虑,以0.18μm工艺PMOSFET为试验对象,进行了动态NBTI效应的研究,对各种动态NBT应力下PMOSFET的参数退化情况进行了研究讨论。NBTI可靠性寿命试验方面,本文分别进行了NBTI效应时间参数、激活能、电场加速系数、器件参数的提取,较理想的拟合了0.13μm铜互连工艺的NBTI效应的退化状况。根据试验结果建立了器件寿命模型,推算出0.13μm电路在PMOSFET栅压为1.32V时,阈值电压漂移100mV需要的时间为18.1年。将其与0.18μm工艺提取的寿命参数相比较,确定了不同工艺水平对NBTI效应的影响程度。对动态NBTI效应进行了研究讨论,研究明确了频率、占空比、正栅压等应力情况下PMOSFET的阈值电压退化状况,确定了器件尺寸参数对动态NBTI效应的影响程度。
张鹏[7]（2010）在《纳米MOS器件低频噪声关键问题研究》文中研究说明由于纳米MOS器件尺寸很小,其中的电场强度较大,因此出现了严重的量子力学效应和各种涨落效应。纳米MOS器件中的低频噪声与各种涨落机制一起作用,如沟道随机掺杂涨落、栅氧化层厚度与沟道有效长度涨落机制,以及反型层量子化效应和栅多晶硅耗尽效应等,导致器件阈值电压和漏源电流出现大幅度的涨落。研究纳米MOS器件低频噪声问题对提高器件质量与可靠性具有紧迫的现实意义。本文在已有MOSFET低频研究结果的基础上,结合纳米MOS器件中的量子效应和各种涨落效应,通过理论建模、实验测量和噪声信号时频分析技术相结合的方法,重点研究了纳米MOS器件的漏源电流RTS噪声、漏源电流背景1/f噪声、栅电流1/f噪声和RTS噪声的相关问题。通过本文的研究,主要得到以下结果：1.提出了综合考虑陷阱电荷及其镜像电荷作用的RTS噪声幅度解析模型。与现有的RTS噪声幅度模型相比较,该模型能更准确地拟合超薄栅氧化层nMOSFET器件RTS噪声幅度的实验测量结果。2.提出了可用于模拟纳米MOS器件RTS噪声幅度的高效二维逾渗模型。该模型建立在数值求解耦合的二维薛定谔方程和泊松方程所得到的沟道载流子浓度分布和电势分布的基础上,可模拟纳米MOS器件的RTS噪声相对幅度△ID/ID随器件几何尺寸（Leff×Weff和tox）、偏置条件（VDS和VGS）以及陷阱横向位置（y,）的变化关系。模拟结果与文献报道的复杂数值模拟结果一致性很好。3.针对超宽沟道的纳米MOS器件,提出了栅电流低频噪声的解析模型。该模型建立在栅极隧穿势垒高度涨落模型与洛仑兹调制散粒噪声模型的基础上,能够精确预测超薄栅氧化层纳米MOS器件的栅电流低频噪声功率谱密度随偏置条件的变化关系。模拟结果与实验结果拟合较好。利用该模型和实验测量的栅电流低频噪声功率谱,提取了栅氧化层陷阱浓度的分布曲线,所得结果与DPN工艺所引起的氮原子密度分布完全一致。4.针对正常沟道宽度的纳米MOS器件,提出了基于肖特基效应的栅电流RTS噪声幅度模型。该模型能很好地拟合栅电流RTS噪声幅度随栅压变化的实验结果。利用栅电流RTS噪声幅度比漏源电流RTS噪声幅度大的特点,首次在室温下通过测量栅电流RTS噪声,表征了库仑吸引型陷阱的深度、在沟道中的横向位置和能级等信息。5.利用NSP方法检测了纳米MOS器件漏源电流低频噪声信号中是否含有非高斯的RTS成分。通过噪声NSP图可提取RTS噪声幅度及时常数τc与τe之间相对大小的信息。6.通过独立研究纯背景1/f噪声成分,发现背景1/f噪声与RTS噪声及其叠加产生的类1/f噪声有着不同的起源。通过实验测量了背景1/f噪声的Hooge常数αb。随样品器件沟道掺杂浓度和栅压的变化关系,证明这种噪声起源于反型层载流子输运过程中经历的各种散射所引起的迁移率涨落效应,可用Hooge模型描述。而RTS噪声及其叠加产生的类1/f噪声则起源于栅氧化层陷阱的俘获与发射作用,可用McWhorter的载流子数涨落模型来描述。尽管本文的研究取得了一定的成果,对纳米器件的低频噪声的研究仍然需要继续深入下去,有许多问题有待解决。
邓建宁[8]（2009）在《沟槽MOSFET中掺杂工艺的应用和优化》文中进行了进一步梳理沟槽功率MOSFET作为在VDMOS基础上发展起来的一种新型功率MOS器件,拥有更低的导通电阻、低栅极电荷密度,从而有更低的导通和开关损耗及快的开关速度,已经在工业领域得到广泛应用。掺杂工艺是调整器件电学特性的重要手段,如何从工艺条件优化方面提高沟槽功率MOSFET性能已经成为器件制造过程中的重要课题。本文介绍了沟槽功率MOSFET的制造工艺流程和掺杂工艺的应用,分析了掺杂种类、掺杂量、离子注入能量和注入方式等关键参数对器件电学特性的影响,结合实际生产中遇到的良率和可靠性问题,了解其失效机制,分析掺杂工艺参数的调整对器件电学特性和可靠性测试结果的影响。研究发现,通过改良现有掺杂工艺可以有效调整器件电学特性,提高良率及其稳定性,同时改善阈值漂移等可靠性的问题。
胡仕刚[9]（2009）在《超薄栅氧MOS器件栅泄漏电流研究》文中进行了进一步梳理随着MOs器件尺寸的缩小和栅氧化层厚度的减薄,栅泄漏变得愈发显着,对CMOS器件和电路可靠性的影响也愈发严重,成为限制器件及电路寿命的主要因素之一。本文对90nmCMOS工艺下MOSFET的栅极泄漏电流的物理机制以及相关的可靠性问题进行了深入和系统的研究。论文主要涉及两个基本内容：超薄栅氧MOS器件中的直接隧穿（DT）电流和DT区多种应力下应力感应的栅泄漏电流（SILC）。论文首先对超薄栅氧MOS器件中的直接隧穿电流进行了研究。讨论了MOS结构的隧穿机理。对超薄栅氧MOS器件直接隧穿电流中的相关问题进行了讨论,包括多晶硅耗尽效应的影响、量子效应的影响以及隧穿电流组成成分。研究了90nm的CMOS工艺下栅氧厚度为1.4nmMOSFET的直接隧穿电流。分析了直接隧穿栅电流随沟道长度、沟道宽度、测试栅压、漏端偏置、衬底偏置变化规律。对标准90nm CMOS工艺生产的栅氧化层厚度为1.4nm MOSFET传统关态下边缘直接隧穿栅泄漏（EDT）进行测试研究。采用仿真的方法,研究直接隧穿栅泄漏电流对CMOS逻辑电路的影响。论文研究了几种均匀应力下超薄栅氧MOS器件退化特性及栅泄漏。在实验结果的基础上,发现正和负直接隧穿应力过程中NMOS器件的SILC退化和Vth退化均存在线性关系。为了解释直接隧穿应力下SILC的起因,建立了一个界面陷阱和氧化层陷阱正电荷共同辅助隧穿模型。对恒定栅压（CGV）和衬底热电子（SHE）两种应力下超薄栅氧NMOS器件SILC特性和机理作了比较研究,证实了由热电子引起的氧化层击穿与CGV应力下的击穿特性不同。对超薄栅氧PMOS器件衬底热空穴（SHH）应力下SILC特性和机理也进行了研究。SHH应力过程中,热空穴注入氧化层使得Si-O键断裂。Si-O键断裂引起氧化层网络结构的改变。损伤的积累最终导致氧化层击穿。论文研究了几种典型关态应力下超薄栅氧MOS器件退化特性及栅泄漏。对LDD NMOSFET中的GIDL应力特性进行了研究。利用GIDL电流去分析应力造成的损伤。发现应力前后GIDL电流的变化可以分成两个阶段。在第一阶段,空穴陷入氧化层起主要作用；但在第二阶段,电子陷入氧化层起主要作用。这是边缘直接隧穿和带带隧穿共同作用的结果。对GIDL应力下SILC起因,提出了一个可能机理。对超短超薄LDD NMOSFET中的Snapback应力特性进行了研究。Snapback应力过程中雪崩热空穴和电子同时注入栅氧化层,会产生界面态和大量中性电子陷阱。氧化层中的中性电子陷阱增加使得SILC增加和软击穿发生。论文研究了几种热载流子应力下超薄栅氧MOS器件退化特性及栅泄漏。对超短超薄LDD NMOSFET中的低栅压（LGV）和最大衬底电流（Isub,max）应力特性进行了研究。证实了低栅压应力仍然是空穴注入应力,而最大衬底电流应力是一种电子和空穴共同注入应力。在实验结果的基础上,发现两种应力过程中SILC退化和Vth退化均存在线性关系。提出了两种应力下超短超薄NMOS器件SILC起因于界面陷阱和氧化层陷阱电荷共同作用机制。对LDD NMOSFET中的高温沟道热电子应力特性进行了研究,发现高温沟道热载流子应力中SILC的退化和Vth的退化存在线性关系。为了解释高温沟道热载流子应力下SILC的起因,采用了界面陷阱和氧化层陷阱负电荷共同作用机制。
刘文军[10]（2009）在《纳米CMOS器件的新测量方法并用于可靠性的研究》文中研究说明CMOS器件尺寸越来越小，栅介质厚度持续减小，负偏压温度不稳定性（NBTI）成为制约器件可靠性及寿命的最主要因素之一。然而，NBTI机理一直处于争论之中。其原因一方面源于对于NBTI现象的解释各不一致，另一方面主要受限于NBTI表征方法的不足，不能得到NBTI退化的全部信息。因此，不能正确地建立NBTI机理。本论文主要系统地对比和分析了纳米CMOS器件表征方法，并发展了新的表征方法，并将这些表征方法应用于NBTI研究。在阈值电压(VTH)表征方面，论文详细分析了直流（慢的）Id-Vg测量阈值电压漂移(△VTH)存在恢复的原因，并针对Kerber等人的脉冲测量方法的不足，建立了快速脉冲Id-Vg测量（FPM），其测量时间tM达1μs，极大抑制了测量过程中的恢复效应。实验发现测量时间tM越小，△VTH越大，其结果表明NBTI测量过程中发展快速测量的重要性。在界面陷阱(NIT)表征方面，论文阐述了传统电荷泵（CCP）和直流电流电压（DCIV）方法原理、测量设置，还给出了快速DCIV测量。不同测量点数的CCP和DCIV方法测量得到的界面陷阱的产生(△NIT)是不一样的，该实验结果表明CCP和DCIV方法本身亦存在恢复效应。为了避免测量过程中的△NIT的恢复，我们发展了一种新颖的实时界面陷阱（OFIT）测量方法。论文就OFIT测量原理、仪器设置和电路实现给出了细致的分析，并运用OFIT方法对应力引起的△NIT进行了表征。我们得到的主要结果有：（1）OFIT方法测量得到的△NIT比CCP方法得到的大的多。当温度小于100℃时，△NIT的时间幂指数n呈线性增加；当温度大于100℃时，n趋于饱和值0．18。OFIT实验结果表明△NIT服从色散的H2分子扩散的R-D模型，这与CCP方法得到的Arrhenius关系不同。（2）在测量误差范围内，实验结果显示时间幂指数n与电场强度、栅介质厚度无关。（3）论文将CCP、DCIV和OFIT测量方法进行了对比，结果显示CCP方法由于存在严重恢复效应，相同NBTI应力条件下测得的△NIT最小，DCIV方法测得的△NIT次之，OFIT方法测得的△NIT最大。温度100℃时，三种方法得到的△NIT的时间幂指数n分别为0．31、0．28和0．18，n值越小表示恢复效应越小。（4）OFIT和慢的Id-Vg测量结果对比表明后者不仅存在氧化层电荷俘获△NOX的恢复而且存在界面陷阱的产生△NIT的恢复。论文还采用OFIT和FPM测量方法研究了等离子体氮化（PNO）和热氮化栅介质（TNO）pMOSFETs的NBTI特性，得到的实验结果主要有：（1）TNO和PNO器件具有相同的△NIT的时间幂指数n，即当温度小于100℃时，n随温度线性增加；当温度大于100℃，n达到饱和值0．18。界面陷阱产生的机理与氮浓度在TNO和PNO器件的栅介质中的不同分布无关，激活能EA=0．17eV。（2）对于TNO器件，采用OFIT测量得到的界面陷阱的产生和用FPM测量得到的阈值电压漂移的恢复均比PNO器件约大10％。（3）结合OFIT和FPM测量方法，可以区分界面陷阱产生和氧化层电荷俘获引起的阈值电压漂移△VTHIT和△VTHOX。对于PNO器件，NBTI退化主要来自界面陷阱的产生；对于TNO器件而言，氧化层电荷俘获对NBTI退化起主要作用。（4）我们也对比了TNO和PNO器件的快速瞬态阈值电压漂移与应力电压的关系，其结果显示TNO器件由于较大△VTHOX和△VTHIT，其总的NBTI退化要比PNO器件大的多。对于TNO器件而言，当栅压在2V或靠近工作电压时，EOT=3．5nm，1000秒后△VTH仍有30mV左右的退化，而对于PNO器件而言，△VTH在10mV以内。此外，第一性原理计算表明：对TNO器件而言，以氮为空穴俘获中心较之以氧为空穴俘获中心更容易在Si／SiON界面处俘获空穴而形成较大的电矩。这些结论对工艺的改进和器件性能的提高将起到指导作用。
二、受主型界面态在深亚微米槽栅PMOSFET中引起退化的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、受主型界面态在深亚微米槽栅PMOSFET中引起退化的研究（论文提纲范文）
（1）MOS结构总剂量辐射效应建模方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章MOS器件总剂量辐射损伤效应及其原理分析 |
| 2.1 MOS器件的总剂量效应研究机制 |
| 2.1.1 电子-空穴对的产生与运输 |
| 2.1.2 氧化层陷阱电荷的形成 |
| 2.1.3 界面态陷阱电荷的形成 |
| 2.2 辐射引起器件电学特性变化 |
| 2.2.1 阈值电压漂移 |
| 2.2.2 亚阈值摆幅的变化 |
| 2.2.3 载流子迁移率下降 |
| 2.2.4 泄露电流的增大 |
| 2.3 辐照温度对总剂量辐射效应的影响 |
| 2.3.1 辐照温度对电子-空穴生成与复合的影响 |
| 2.3.2 辐照温度对氧化层陷阱电荷生成的影响 |
| 2.3.3 辐照温度对界面态形成的影响 |
| 2.3.4 辐照温度对陷阱电荷退火的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 考虑辐照温度的总剂量效应模型 |
| 3.1 总剂量辐射效应建模方法 |
| 3.1.1 基于表面势模型 |
| 3.1.2 基于电荷与电导模型 |
| 3.1.3 基于统计学与概率论模型 |
| 3.1.4 基于氧化层与界面态陷阱电荷的形成模型 |
| 3.1.5 基于计算机科学与仿真技术的行为级模型 |
| 3.2 一般模型的建模方法 |
| 3.2.1 氧化层一般模型的建立 |
| 3.2.2 界面态一般模型的建立 |
| 3.2.3 一般模型存在的问题 |
| 3.3 改进的MOS器件总剂量辐射效应模型 |
| 3.3.1 氧化层改进模型 |
| 3.3.2 界面态辐照温度影响下概率分布模型 |
| 3.4 界面态概率模型置信带验证 |
| 3.4.1 K-S置信带的构造 |
| 3.4.2 K-S检验置信带在Matlab中的实现 |
| 3.5 总剂量辐射改进模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总剂量辐射实验及模型验证 |
| 4.1 总剂量辐射实验 |
| 4.1.1 实验设计方案 |
| 4.1.2 实验结果 |
| 4.2 总剂量辐射模型验证 |
| 4.2.1 阈值电压提取 |
| 4.2.2 总剂量辐射模型拟合验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）综合效应下模拟电路性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 IC的可靠性问题 |
| 1.1.2 总剂量及综合效应的研究背景及其影响 |
| 1.1.3 总剂量及综合效应可靠性研究意义 |
| 1.2 NBTI、HCI及总剂量效应研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容和结构安排 |
| 第二章 MOSFET可靠性模型 |
| 2.1 器件级可靠性模型 |
| 2.1.1 反应-扩散参数模型 |
| 2.1.2 俘获-脱阱参数模型 |
| 2.2 电路级长期模型 |
| 2.2.1 NBTI的长期退化模型 |
| 2.2.2 CHC的长期退化模型 |
| 2.3 总剂量效应模型 |
| 2.3.1 MOSFET的总剂量效应 |
| 2.3.2 STI结构总剂量效应 |
| 2.3.3 TID与CHC综合效应模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 差分放大器的退化分析 |
| 3.1 差分放大器 |
| 3.1.1 电路介绍 |
| 3.1.2 电路可靠性分析流程 |
| 3.2 差分放大器退化分析 |
| 3.2.1 电路级长期模型的数值分析方法 |
| 3.2.2 MATLAB联合SPICE的迭代分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 压控振荡器的综合效应退化分析 |
| 4.1 VCO应力原理 |
| 4.1.1 振荡器基本结构及工作原理 |
| 4.1.2 退化分析 |
| 4.1.3 压控振荡器及其频率调谐 |
| 4.2 VCO的迭代退化分析 |
| 4.2.1 综合效应下电路退化分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）SOI器件的辐照效应与加固电路设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 SOI 技术的优点 |
| 1.3 SOI 技术中存在的问题 |
| 1.4 SOI 器件的电离辐射效应 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 SOI 器件辐照效应研究综述 |
| 2.1 SOI 器件总剂量辐照效应 |
| 2.1.1 辐照感生氧化层陷阱电荷 |
| 2.1.2 辐照感生界面陷阱电荷 |
| 2.1.3 PD SOI MOS 器件的总剂量辐照效应 |
| 2.2 单粒子辐射效应 |
| 2.2.1 电荷淀积模式 |
| 2.2.2 单粒子效应的电荷收集模式 |
| 2.2.3 计算机仿真模拟 |
| 2.3 SOI 器件及电路的抗辐照加固设计 |
| 2.3.1 总剂量辐照加固 |
| 2.3.2 单粒子辐照加固 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SOI 器件的总剂量辐照效应实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 辐照实验和测试 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 沟道长度对 SOI 器件阈值电压的影响 |
| 3.3.2 沟道长度对 SOI 器件跨导的影响 |
| 3.3.3 沟道长度对 SOI 器件输出特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于 SOI 结构的电路辐照效应研究 |
| 4.1 反相器及其加固电路的总剂量辐照效应 |
| 4.1.1 反相器的总剂量辐照效应 |
| 4.1.2 仿真模型 |
| 4.1.3 仿真结果分析与讨论 |
| 4.2 SOI 结构反相器电路的单粒子翻转效应 |
| 4.2.1 反相器的单粒子翻转效应 |
| 4.2.2 仿真结果与分析与讨论 |
| 4.3 SOI 结构 SRAM 的单粒子翻转效应 |
| 4.3.1 SRAM 电路单粒子翻转效应 |
| 4.3.2 仿真结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（4）电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 空间辐射环境 |
| 1.1.2 半导体器件辐射效应传统表征方法 |
| 1.1.3 传统表征方法的局限性 |
| 1.1.4 灵敏无损表征方法的意义 |
| 1.2 国内外研究概况以及主要问题 |
| 1.2.1 研究概况 |
| 1.2.2 主要问题 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 1.3.1 论文的目的 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 半导体器件辐射退化灵敏表征方法 |
| 2.1 半导体器件的辐射效应 |
| 2.1.1 电离辐射效应 |
| 2.1.2 位移辐射效应 |
| 2.1.3 总剂量效应 |
| 2.1.4 单粒子效应 |
| 2.2 辐射效应导致的材料损伤与器件性能退化 |
| 2.2.1 材料损伤 |
| 2.2.2 器件性能退化 |
| 2.3 传统表征方法 |
| 2.3.1 器件性能退化与参量表征 |
| 2.3.2 传统参量表征的局限性 |
| 2.4 半导体器件辐射退化的灵敏表征方法 |
| 2.4.1 辐射作用下器件噪声参量的变化 |
| 2.4.2 器件噪声参量变化与材料损伤的关系 |
| 2.5 测试与分析技术基础 |
| 2.5.1 电学参量测试基础 |
| 2.5.2 噪声参量测试基础 |
| 2.5.3 噪声参量分析基础 |
| 2.5.4 灵敏表征参量优选原则 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 双极器件辐射退化灵敏表征方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双极器件内部材料辐射损伤的微观机理 |
| 3.2.1 电离辐射损伤的微观机理 |
| 3.2.2 位移辐射损伤的微观机理 |
| 3.3 双极器件辐射退化的噪声表征模型 |
| 3.3.1 电离辐射效应的噪声表征模型 |
| 3.3.2 位移辐射效应的噪声表征模型 |
| 3.3.3 两种辐射效应的区分 |
| 3.4 实验结果分析及灵敏表征 |
| 3.4.1 实验样品以及实验环境 |
| 3.4.2 测试平台 |
| 3.4.3 两种效应的电学参量表征 |
| 3.4.4 双极器件辐射退化的噪声表征 |
| 3.4.5 灵敏表征模型的验证 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 MOS 器件潜在缺陷与电离总剂量效应的灵敏表征方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 辐射对 MOS 器件的作用 |
| 4.2.1 MOS 器件的潜在缺陷 |
| 4.2.2 辐射作用引起的微观损伤 |
| 4.2.3 辐射作用导致器件的参数退化 |
| 4.3 MOS 器件潜在缺陷的 1/f 噪声表征模型 |
| 4.3.1 MOS 器件的 1/f 噪声产生模型 |
| 4.3.2 MOS 器件辐射退化的噪声预测模型 |
| 4.4 MOS 器件电离辐射退化模型 |
| 4.4.1 辐射诱导氧化层陷阱电荷模型 |
| 4.4.2 辐射诱导界面陷阱电荷模型 |
| 4.4.3 两种陷阱电荷之间的关系 |
| 4.5 实验结果及灵敏表征模型的验证 |
| 4.5.1 实验条件及测试平台 |
| 4.5.2 实验结果及灵敏表征 |
| 4.5.3 基于辐射前 1/f 噪声的表征模型验证 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 超深亚微米器件单粒子翻转新效应的机理与表征研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超深亚微米器件的电荷共享 |
| 5.2.1 单个器件的电荷收集特性 |
| 5.2.2 超深亚微米器件电荷共享效应 |
| 5.2.3 电荷共享的物理机理 |
| 5.2.4 超深亚微米器件电荷收集模型 |
| 5.3 计算机模拟验证 |
| 5.3.1 模拟方案 |
| 5.3.2 模拟结果与分析 |
| 5.3.3 不同因素对电荷收集情况的影响 |
| 5.4 超深亚微米器件的多位翻转 |
| 5.4.1 超深亚微米器件的单粒子多位翻转 |
| 5.4.2 多位翻转机理研究 |
| 5.4.3 超深亚微米器件多位翻转的表征 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论 |
| 附录 英文缩略词列表 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（5）基于电荷泵技术的Si-SiO2界面电荷分布特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.1.1 超深亚微米器件带来的可靠性问题 |
| 1.1.2 Si/SiO_2界面电荷分布特性的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.3 本课题的来源、研究重点及章节安排 |
| 第二章 电荷泵技术在CMOS中运用研究 |
| 2.1 电荷泵技术原理 |
| 2.2 通过电荷泵技术提取栅氧化层电荷分布 |
| 2.2.1 测量Si/SiO_2界面态和氧化层陷阱电荷的平均密度 |
| 2.2.2 测量Si/SiO_2界面态密度和氧化层陷阱电荷的空间分布 |
| 2.2.3 测量Si/SiO_2界面态的能量分布 |
| 2.2.4 测量高K栅MOSFET的体陷阱的深度分布 |
| 2.3 改进的电荷泵技术 |
| 2.3.1 扣除漏电流影响的改进电荷泵方法 |
| 2.3.2 优化恒定基准电压电荷泵方法 |
| 2.3.3 三端电荷泵技术 |
| 2.4 电荷泵测量技术研究 |
| 2.4.1 实验样品准备 |
| 2.4.2 实验数据处理和结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 热载流子注入效应对栅氧化层电荷分布的影响 |
| 3.1 热载流子效应 |
| 3.2 热载流子注入机制 |
| 3.2.1 沟道热电子注入 |
| 3.2.2 漏端雪崩热载流子注入 |
| 3.3 热载流子效应的表征方法 |
| 3.4 基于电荷泵技术的热载流子效应研究 |
| 3.4.1 实验样品 |
| 3.4.2 热载流子效应的电压应力设置 |
| 3.4.3 实验程序设置 |
| 3.4.4 实验数据分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于MEDICI的热载流子效应研究 |
| 4.1 MEDICI简介 |
| 4.1.1 选择MEDICI的物理模型 |
| 4.2 深亚微米NMOSFET器件结构 |
| 4.3 热载流子退化的Si-H断裂模型 |
| 4.4 数据处理及结果分析 |
| 4.4.1 栅氧化层厚度对热载流子效应的影响 |
| 4.4.2 沟道长度对热载流子效应的影响 |
| 4.4.3 热载流子效应对电参数的影响研究 |
| 4.4.4 饱和漏电流退化与界面态产生的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）0.13μm pMOSFET的NBTI效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 半导体集成电路行业发展现状 |
| 1.1.2 NBTI 效应及其对大规模集成电路的可靠性影响 |
| 1.1.3 0.13μm CMOS 工艺PMOSFET 中NBTI 效应的研究意义 |
| 1.2 NBTI 效应国内外研究现状 |
| 1.2.1 NBTI 机理研究 |
| 1.2.2 NBTI 效应与栅氧介质及工艺的关系 |
| 1.2.3 NBTI 效应对于电路性能的影响 |
| 1.2.4 NBTI 和HCI 互耦合机制的研究 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第二章 NBTI 测试结构及试验条件准备 |
| 2.1 测试结构预计及设计 |
| 2.2 温度应力的精准控制测试结构化 |
| 2.3 封装与测试 |
| 第三章 NBTI 试验及测试方案 |
| 3.1 测试方案思路 |
| 3.1.1 加速寿命模型 |
| 3.1.2 试验目标及试验设计 |
| 3.2 阈值电压及其他参数的测定方法 |
| 第四章 PMOSFET 的 NBTI 退化情况及其机理 |
| 4.1 PMOSFET 静态参数随NBTI 应力时间的退化 |
| 4.2 引起NBTI 效应机理介绍 |
| 第五章 NBTI 寿命试验 |
| 5.1 应力时间t 与阈值电压漂移量的关系 |
| 5.2 温度应力T 与阈值电压漂移量的关系 |
| 5.3 栅极电压Vgs 与阈值电压漂移量的关系 |
| 5.4 器件尺寸W 与L 与阈值电压漂移量的关系 |
| 5.5 NBTI 寿命模型建立 |
| 第六章 动态NBTI 效应研究 |
| 6.1 动态NBTI 效应的机理 |
| 6.1.1 动态NBTI 效应与频率的关系 |
| 6.1.2 动态NBTI 效应与占空比的关系 |
| 6.1.3 动态NBTI 效应与应力栅电场的关系 |
| 6.2 动态NBTI 效应的试验设置 |
| 6.3 动态 NBTI 试验及分析 |
| 6.3.1 动态 NBTI 下 PMOSFET 的退化情况 |
| 6.3.2 动态 NBTI 不同频率下阈值电压的退化 |
| 6.3.3 动态 NBTI 不同占空比的情况下阈值电压的退化 |
| 6.3.4 动态 NBTI 不同温度的情况下阈值电压的退化 |
| 6.3.5 动态 NBTI 不同电应力条件下阈值电压的退化 |
| 6.4 动态 NBTI 效应模型 |
| 第七章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）纳米MOS器件低频噪声关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低频噪声研究的重要性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本研究的目的和范围 |
| 1.4 本文研究内容和方法 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 纳米MOSFET中的量子效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 栅极漏电流效应 |
| 2.2.1 nMOSFET中的电子隧穿 |
| 2.2.2 pMOSFET中的空穴隧穿 |
| 2.2.3 MOSFET不同区域的隧穿电流 |
| 2.2.4 多晶硅栅电极和高k栅介质对栅极隧穿的影响 |
| 2.3 沟道载流子量子化效应 |
| 2.4 栅电容减小效应 |
| 2.5 阈值电压漂移效应 |
| 2.5.1 长沟MOSFET的V_(TH)模型 |
| 2.5.2 短沟纳米MOSFET的V_(TH)模型 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 纳米MOS器件低频噪声测量与分析方法 |
| 3.1 纳米MOS器件低频噪声测量系统 |
| 3.2 漏源电流RTS噪声测量与参数提取 |
| 3.2.1 RTS噪声测量 |
| 3.2.2 时间参数提取 |
| 3.2.3 幅度提取 |
| 3.3 栅电流低频噪声测量 |
| 3.3.1 栅电流噪声 |
| 3.3.2 栅电流噪声测量系统 |
| 3.3.3 栅电流噪声测量 |
| 3.4 RTS噪声与背景1/f噪声分离 |
| 3.4.1 分离算法 |
| 3.4.2 算法验证 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 纳米MOS器件漏源电流RTS噪声的研究 |
| 4.1 纳米MOS器件RTS噪声研究意义 |
| 4.2 RTS噪声的产生机制 |
| 4.3 RTS噪声幅度的解析模型 |
| 4.3.1 漏源电流RTS噪声测量 |
| 4.3.2 RTS噪声模型与结果分析 |
| 4.4 RTS噪声幅度的逾渗模型 |
| 4.4.1 逾渗模型 |
| 4.4.2 蒙特卡罗模拟 |
| 4.5 RTS噪声时常数比模型 |
| 4.5.1 时常数比(τ_c/τ_e)模型 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 纳米MOS器件栅电流噪声的研究 |
| 5.1 纳米MOS器件栅电流噪声的成分 |
| 5.2 纳米MOS器件栅电流1/f噪声 |
| 5.2.1 栅电流1/f~γ噪声测量 |
| 5.2.2 栅电流1/f~γ噪声模型 |
| 5.2.3 纳米MOS器件栅电流1/f噪声应用 |
| 5.3 纳米MOS器件栅电流RTS噪声 |
| 5.4 纳米MOS器件栅电流RTS噪声应用 |
| 5.4.1 实验 |
| 5.4.2 陷阱参数提取 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 背景1/f噪声的研究 |
| 6.1 1/f噪声的起源与模型 |
| 6.1.1 迁移率涨落模型 |
| 6.1.2 载流子数涨落模型 |
| 6.2 RTS噪声成分的识别 |
| 6.2.1 噪声NSP图形算法 |
| 6.2.2 噪声NSP实验 |
| 6.3 背景1/f噪声和RTS噪声的不同起源 |
| 6.4 背景1/f噪声和RTS噪声的起源讨论 |
| 6.5 Hooge常数α的应用价值 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（8）沟槽MOSFET中掺杂工艺的应用和优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 沟槽功率MOSFET器件制造流程及掺杂工艺的应用 |
| 2.1 沟槽功率MOSFET器件特点 |
| 2.2 沟槽功率MOSFET器件制造工艺流程 |
| 2.3 沟槽功率MOSFET器件中的掺杂工艺介绍 |
| 2.3.1 外延生长即时掺杂 |
| 2.3.2 离子注入 |
| 第三章 沟槽功率MOSFET器件电性参数及掺杂工艺的优化 |
| 3.1 沟槽功率MOSFET器件的电性参数及其测试 |
| 3.2 掺杂工艺的优化和电性参数的改善 |
| 3.2.1 外延电阻率的选择 |
| 3.2.2 体区注入工艺的优化 |
| 3.2.3 接触区注入工艺的优化 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 沟槽功率MOSFET器件可靠性及掺杂工艺的优化 |
| 4.1 沟槽功率MOSFET器件可靠性 |
| 4.2 掺杂工艺对热载流子注入特性的影响 |
| 4.2.1 热载流子注入模型 |
| 4.2.2 外延层掺杂对热载流子特性的影响 |
| 4.2.3 体区掺杂对热载流子特性的影响 |
| 4.3 掺杂工艺对阈值电压漂移的影响 |
| 4.3.1 阈值电压漂移的测试和失效机制 |
| 4.3.2 阈值电压漂移的分析和工艺优化 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）超薄栅氧MOS器件栅泄漏电流研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 超大规模集成电路发展及对可靠性的要求 |
| 1.1.2 静态功耗与泄漏电流 |
| 1.1.3 栅极漏电流的研究意义 |
| 1.2 栅极漏电流的研究概况 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 1.3.1 实验样品和实验设备 |
| 1.3.2 论文的研究工作 |
| 第二章 超薄栅氧MOS器件直接隧穿栅电流机制与特性 |
| 2.1 MOS器件隧穿机理 |
| 2.1.1 隧道效应 |
| 2.1.2 F-N(Fowler-Nordheim)隧穿 |
| 2.1.3 直接隧穿(Direct tunneling) |
| 2.2 直接隧穿相关问题 |
| 2.2.1 量子效应 |
| 2.2.2 多晶硅耗尽效应 |
| 2.2.3 隧穿电流组成成份 |
| 2.3 超薄栅氧MOS器件直接隧穿栅电流测试研究 |
| 2.3.1 NMOSFET直接隧穿栅电流 |
| 2.3.2 PMOSFET直接隧穿栅电流 |
| 2.4 超薄栅氧MOS器件传统关态泄漏电流研究 |
| 2.4.1 MOS器件关态泄漏机制 |
| 2.4.2 超薄栅氧MOS器件传统关态泄漏电流测试研究 |
| 2.5 直接隧穿栅泄漏对CMOS逻辑电路的影响 |
| 2.5.1 CMOS逻辑电路中MOS器件主要工作状态 |
| 2.5.2 CMOS反相器静态栅泄漏 |
| 2.5.3 二输入CMOS与非门静态栅泄漏 |
| 2.6 微电子发展对高K栅介质材料的需求 |
| 2.6.1 高K材料能解决SiO_2栅介质减薄带来的问题 |
| 2.6.2 高K栅介质材料的基本要求和性能考虑 |
| 2.6.3 金属栅/高K介质CMOS器件 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 SILC效应的机理研究 |
| 3.1 SILC导电机制 |
| 3.1.1 正电荷辅助(PCAT)隧穿模型 |
| 3.1.2 陷阱辅助隧穿(TAT)模型 |
| 3.1.3 局部物理损伤模型(LPDR)模型 |
| 3.1.4 热辅助隧穿模型 |
| 3.2 SILC组成成分 |
| 3.3 SILC表征陷阱密度 |
| 3.4 SILC对Flash Memory的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 均匀应力退化中栅泄漏研究 |
| 4.1 测试方案与测量方法 |
| 4.2 DT应力下超薄栅氧NMOS器件退化研究 |
| 4.2.1 直接隧穿应力下器件退化现象 |
| 4.2.2 界面陷阱对NMOS器件的影响 |
| 4.2.3 直接隧穿应力下器件退化机理 |
| 4.3 CGV和SHE两种应力下超薄栅氧MOS器件退化比较研究 |
| 4.3.1 器件与实验设计 |
| 4.3.2 两种应力下器件性能退化 |
| 4.3.3 两种应力下SILC及击穿机理 |
| 4.4 超薄栅氧PMOS器件SHH应力下退化研究 |
| 4.4.1 SHH注入退化现象 |
| 4.4.2 SHH注入退化机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 关态应力退化中栅泄漏研究 |
| 5.1 GIDL应力下超薄栅氧LDD NMOS器件退化 |
| 5.1.1 GIDL带带隧穿电流和GIDL电流探测原理 |
| 5.1.2 器件特性退化与GIDL应力的关系 |
| 5.1.3 GIDL应力损伤类型及机理 |
| 5.1.4 GIDL应力过程中栅泄漏退化特性及机理 |
| 5.2 Snapback应力对超薄栅超短沟NMOSFET退化的影响 |
| 5.2.1 Snapback应力下器件特性退化 |
| 5.2.2 Snapback应力下器件退化机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 沟道热载流子应力退化中栅泄漏研究 |
| 6.1 热载流子应力下超薄栅超短沟LDD NMOS器件退化 |
| 6.1.1 器件与实验设计 |
| 6.1.2 两种热载流子应力下器件性能的退化 |
| 6.1.3 利用GIDL电流分析损伤 |
| 6.1.4 两种热载流子应力过程中栅泄漏退化特性及机理 |
| 6.2 高温CHE应力下超薄栅LDD NMOS器件退化 |
| 6.2.1 高温CHE应力过程中器件特性退化 |
| 6.2.2 高温CHE应力过程中器件栅泄漏退化特性及机理 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 本文的主要结论 |
| 7.2 未来的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 论文期间研究成果 |
（10）纳米CMOS器件的新测量方法并用于可靠性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 栅氧化层减薄的限制 |
| 1.3 栅介质可靠性问题 |
| 1.3.1 经时击穿(TDDB) |
| 1.3.2 热载流子效应(HCE) |
| 1.3.3 负偏压温度不稳定性(NBTI) |
| 1.4 目前NBTI研究存在的问题及本论文主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 阈值电压的直流和快速测量方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直流(DC)I_d-V_g测量 |
| 2.3 快速I_d-V_g测量方法 |
| 2.4 不同测量时间的阈值电压漂移 |
| 2.5 其它快速测量方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 直流电流电压(DCIV)测量及其应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DCIV测量原理 |
| 3.3 DCIV表征等离子体氮化栅介质pMOSFETs |
| 3.4 快速DCIV测量 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 传统电荷泵和On-the-fly Interface Trap表征方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统电荷泵测量方法 |
| 4.2.1 电荷泵测量的设置 |
| 4.2.2 三种脉冲测量的扫描模式 |
| 4.2.3 电荷泵方法测量原理 |
| 4.2.4 非稳态动力学—E_(em,h)和E_(em,e) |
| 4.3 On-the-fly Interface Trap表征技术 |
| 4.3.1 OFIT测量原理及电路实现 |
| 4.3.2 OFIT测量方法表征界面陷阱的产生 |
| 4.3.3 OFIT方法与其它表征方法测量结果的比较 |
| 4.3.4 阈值电压漂移△V_(TH)中△V_(TH)~(IT)和△V_~(TH)~(OX)的区分 |
| 4.4 反应-扩散模型(R-D model) |
| 4.5 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 热氮化和等离子体氮化栅介质pMOSFETs NBTI研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件制备和测量 |
| 5.3 界面陷阱的产生 |
| 5.3.1 PNO和TNO器件的界面陷阱产生的比较 |
| 5.3.2 界面陷阱的恢复比例 |
| 5.3.3 有无界面陷阱恢复? |
| 5.3.4 界面陷阱产生机理 |
| 5.3.5 界面陷阱产生的激活能 |
| 5.4 NBTI退化慢的I_d-V_g测量 |
| 5.5 界面陷阱产生和氧化层陷阱电荷的区分 |
| 5.5.1 不同温度的快速脉冲I_d-V_g测量 |
| 5.5.2 快速脉冲I_d-V_g测量的电压应力关系 |
| 5.5.3 PNO和TNO器件NBTI退化△V_(TH)中△V_(TH)~(IT)和△V_(TH)~(OX)的区分 |
| 5.6 第一性原理计算 |
| 5.6.1 量子化学Gaussian 03W计算软件 |
| 5.6.2 其它小组第一性原理计算 |
| 5.6.3 密度泛函理论研究NBTI |
| 5.7 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 博士期间论文发表情况 |
| 致谢 |
四、受主型界面态在深亚微米槽栅PMOSFET中引起退化的研究（论文参考文献）
- [1]MOS结构总剂量辐射效应建模方法研究[D]. 于鹏远. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [2]综合效应下模拟电路性能研究[D]. 王恒. 西安电子科技大学, 2016(03)
- [3]SOI器件的辐照效应与加固电路设计技术研究[D]. 王志. 西安电子科技大学, 2014(11)
- [4]电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究[D]. 孙鹏. 西安电子科技大学, 2013(01)
- [5]基于电荷泵技术的Si-SiO2界面电荷分布特性研究[D]. 胡伟佳. 广东工业大学, 2012(10)
- [6]0.13μm pMOSFET的NBTI效应研究[D]. 解江. 西安电子科技大学, 2011(08)
- [7]纳米MOS器件低频噪声关键问题研究[D]. 张鹏. 西安电子科技大学, 2010(05)
- [8]沟槽MOSFET中掺杂工艺的应用和优化[D]. 邓建宁. 复旦大学, 2009(S1)
- [9]超薄栅氧MOS器件栅泄漏电流研究[D]. 胡仕刚. 西安电子科技大学, 2009(05)
- [10]纳米CMOS器件的新测量方法并用于可靠性的研究[D]. 刘文军. 复旦大学, 2009(11)