超深亞微米PMOSFET器件NBTI研究.pdf

1、本文主要針對(duì)超深亞微米PMOSFET中的NBTI效應(yīng)進(jìn)行了深入研究，基于Virtuoso軟件平臺(tái)，完成了NBTI測(cè)試芯片的版圖設(shè)計(jì)，并在和艦科技參加特征尺寸為0.18pm 1P6M CMOS工藝的MPW流片；參考大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出了NBTI試驗(yàn)方案，并對(duì)NBTI試驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了深入討論；通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，進(jìn)行了NBTI效應(yīng)的失效模式和失效機(jī)理研究，NBTI壽命相關(guān)因素研究，NBTI和HCI混合效應(yīng)的研究，最終實(shí)現(xiàn)了NBTI效應(yīng)

2、以及NBTI和HCI混合效應(yīng)的可靠性壽命評(píng)價(jià)。 利用制作的NBTI測(cè)試芯片和設(shè)計(jì)出的NBTI試驗(yàn)方案，分析了NBTI效應(yīng)對(duì)PMOSFET器件特性及參數(shù)的影響，不同的器件參數(shù)隨NBT應(yīng)力時(shí)間漂移，NBT應(yīng)力和PMOSFET器件參數(shù)對(duì)閾值電壓漂移量△Vth的影響，研究表明NBTI效應(yīng)使得器件I-V特性變差和器件參數(shù)漂移，不同的器件參數(shù)遵循n=0.27～0.29的小數(shù)冪函數(shù)關(guān)系，其中Vth退化最為嚴(yán)重，因此將Vth作為壽命評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，

3、NBT應(yīng)力增強(qiáng)和PMOSFET器件結(jié)構(gòu)參數(shù)縮小都會(huì)使器件的閾值電壓Vth漂移增強(qiáng)。 采用閾值電壓漂移量△Vth作為器件壽命評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，研究結(jié)果表明PMOSFET的NBTI壽命主要與應(yīng)力時(shí)間t，應(yīng)力溫度T，負(fù)柵壓應(yīng)力Vgs，器件結(jié)構(gòu)參數(shù)如溝道寬度W，溝道長(zhǎng)度L有關(guān)。基于試驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果，得到了閾值電壓漂移量AVth的壽命評(píng)價(jià)表達(dá)式，用來(lái)預(yù)測(cè)器件中由NBTI效應(yīng)限制的壽命。 對(duì)NBTI和HCI混合效應(yīng)進(jìn)行了大量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表