摘要：随着半导体技术的发展,器件日益小型化,pMOS器件的负温度不稳定效应NBTI(Negative Bias Temperature Instab...随着半导体技术的发展,器件日益小型化,pMOS器件的负温度不稳定效应NBTI(Negative Bias Temperature Instability)加剧,成为影响器件和相关电路寿命的主要因素,因而重新受到重视。在实际的物理实验中,往往热载流子效应、NBTI效应等多种退化同时发生,难以进行独立研究。而且随着器件的尺寸越来越小,实验测量的难度加大。传统的实验方法从经济和技术的角度都显示出了不足,因此使用数值模拟软件进行研究显得尤为重要。在实际情况中,器件的漏极会加偏压,这时导致的退化又称为带偏置DB-NBTI(Drain Bias NBTI)效应。与传统的NBTI效应不同,其退化产生的界面电荷在沟道方向上非均匀分布。这种非均匀分布的界面电荷对器件的影响,目前还未得到充分研究。本论文抓住这一机会,利用器件数值模拟软件,结合NBTI退化模型,分别研究了非均匀界面电荷pMOS器件和p沟道多晶硅薄膜晶体管TFT(Thin Film Transistor)的阈值电压退化特性。主要工作概括:(1)利用数值模拟软件Genius-Open,在沟道变化的情况下提取器件阈值电压,和电荷共享模型进行了拟合,并且研究了均匀界面电荷对pMOS器件阈值电压的影响,明确了构建器件模型的合理性,选取的退化模型、提取阈值电压方法的正确性。(2)通过将栅极分段,对界面电荷填充不同的浓度,模拟引入非均匀界面电荷的方法,研究了不同界面电荷的位置对pMOS阈值电压的影响,并通过研究不同情况下器件的表面势,探究了阈值电压变化的机理。(3)引入了分段连续分布的界面电荷,改变其浓度、分布长度,研究其对器件阈值电压的影响。并且对不同位置界面电荷之间的互相作用进行了探究。(4)最后,结合多晶硅陷阱分布模型,运用数值模拟商业软件Medici研究了p沟道TFT阈值电压,考虑和不考虑陷阱模型的情况都进行了讨论。分别设置了界面电荷不同的位置、浓度、连续分布长度,分析其对TFT阈值电压变化的影响。和以前的工作比较,引入变化的时间应力,研究了考虑陷阱模型TFT在漏极加偏压的情况下,随时间的退化特性。为进一步理论研究实际状况下TFT中NBTI退化奠定了一定基础。更多还原显示全部
