動態(tài)應(yīng)力下SOI-LDMOS熱載流子退化機理及壽命模型研究.pdf

1、SOI-LDMOS器件作為功率集成電路中一種重要的功率集成器件，在顯示驅(qū)動芯片片中得到廣泛的應(yīng)用。由于通常工作在強電場、大電流的惡劣環(huán)境中，其熱載流子可靠性問題十分嚴(yán)重。深入研究熱載流子退化機理對提高器件的可靠性有重要作用。然而目前的機理及壽命模型方面的研究成果大都只適用于靜態(tài)應(yīng)力條件，不適合芯片實際的動態(tài)工作情況。因此，迫切需要對動態(tài)應(yīng)力下的熱載流子退化機理及壽命模型進(jìn)行更加詳細(xì)的理論研究。
　　本文首先研究了等離子顯示器(Pl

2、asma Display Panel，PDP)掃描驅(qū)動芯片所用的200VSOI-LDMOS器件的性能參數(shù)在不同應(yīng)力下的退化機理。在低Vgs高Vds條件下鳥嘴區(qū)的熱空穴注入和積累區(qū)的界面態(tài)增加并存，導(dǎo)致導(dǎo)通電阻(Ron)先減小后增大；而在高Vgs低Vds條件下主要機理是源端熱電子注入柵氧化層導(dǎo)致開啟電壓(Vth)的增大。其次重點研究了動態(tài)應(yīng)力下特有的熱載流子退化機理。研究結(jié)果顯示，應(yīng)力脈沖的上升下降時間對退化有明顯影響，上升下降時間越短，

3、器件退化越嚴(yán)重；相同有效應(yīng)力時間下高占空比應(yīng)力對應(yīng)較大的退化量，表明退化量存在恢復(fù)(recovery)現(xiàn)象；研究了應(yīng)力變換時的空穴退陷阱效應(yīng)，以及脈沖處于低電平時退化量恢復(fù)的機理。最后，根據(jù)機理研究得出的結(jié)論提出了動態(tài)熱載流子壽命模型的建模思路與建模方法，并建立了200V SOI-LDMOS器件在動態(tài)應(yīng)力條件下導(dǎo)通電阻Ron的壽命預(yù)測模型。通過實驗數(shù)據(jù)對模型中的所有待定參數(shù)進(jìn)行了提取，并對模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗證。
　　本文所建立的