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本文首先研究了PMOS器件各种静态参数随时间应力的退化,并得到了器件退化的规律。讨论了NBTI效应的产生机制,发现是由于Si/SiO2界面处的界面陷阱和正固定氧化层电荷导致了器件特性的退化。
重点研究了PMOS器件NBTI效应中的自愈合效应。自愈合效应是指去掉NBT应力后器件的特性参数会自行恢复到一定程度的现象。发现在最初的恢复阶段器件的特性会有一个快速的恢复,随着恢复时间的增加恢复逐渐减缓并且趋于饱和。同时器件阈值电压的恢复与恢复时间呈现指数关系。同时发现器件的关键尺寸以及所加应力的不同都会影响器件自愈合效应的效果。
自愈合效应的产生是由于去掉NBT应力后界面处产生的界面陷阱被钝化。研究表明在无应力阶段界面处空穴的解陷作用也是影响自愈合效应的关键因素。