3 / 12
В.Е. Драч
6
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
В настоящей работе при проведении каждого эксперимента в качестве
стрессового воздействия применялась инжекция по Фаулеру — Нордгейму
(нагрузка постоянным током) при плотности тока
J
g
= 5,71 мA/см
2
в течение
10 000 с.
Тестовые образцы.
При выполнении работы использованы тестовые полу-
проводниковые образцы, изготовленные в Сингапуре на полупроводниковой
фабрике
Chartered Semiconductors Pte
. Использован коммерческий технологиче-
ский процесс КМОП с технологической нормой 0,25 мкм. Все тестовые приборы
представляли собой
n
-канальные полевые транзисторы c двухканальной струк-
турой LDD (слаболегированный сток). Толщина термического оксида составля-
ла 6 нм, ширина канала — 50 мкм, длина канала транзисторов — 0,35 мкм для
всех устройств. Электрод затвора был сформирован с использованием поли-
кремниевого слоя толщиной 100 нм. Отжигов после окисления и металлизации
не проводилось. Средняя концентрация примеси 1,13·10
17
см
–3
. Для каждого
транзистора были сформированы индивидуальные контактные площадки.
Методика измерения.
Для измерения смещения проходных характеристик
МДП-транзистора необходимо наличие двух фаз [6–8]: 1) фазы разрядки; 2) фа-
зы измерения. В фазе разрядки полевой транзистор смещен в область аккуму-
ляции на определенный промежуток времени приложением необходимого
напряжения на затвор, причем все остальные электроды заземлены. Назначение
этой фазы — освободить захваченные неосновные носители из ловушек в окси-
де, находящихся вблизи границы раздела Si–SiO
2
, т. е. из приграничных лову-
шек. Эта часть разряженных приграничных ловушек электрически активна и
может быть детектирована в следующей фазе. Напряжение фазы разрядки тща-
тельно подбирается, чтобы избежать любой дополнительной деградации. В фазе
измерения последовательно снимаются линейные характеристики
I
d
(
V
g
) при
V
d
≤ 0,1 В для аккумуляции или 0 В для инверсии, каждая из которых обознача-
ется
I
d,
1
(
V
g
) и
I
d,
2
(
V
g
). Смещение наблюдается между двумя последовательно из-
меренными характеристиками
I
d
(
V
g
) в прямом режиме.
Введем понятие «токовое смещение проходных характеристик» (ТСПХ), для
чего определим разность тока между последовательно измеренными кривыми
I
d
(
V
g
):
,TC
,1
,2
( )
( )
( ).
d
g
d g
d g
I
V I V I V
Проведем исследование, рассматривая области развертки последовательно,
как было предложено в работе [8].
Анализ подпороговой области.
Обычно подпороговой областью, или обла-
стью
слабой
инверсии,
называют
область,
в
которой
выполняются
условия
V
g
<
V
th
или
f
≥
s
≥
2
f
. В
этой области неосновные носители
у
границы разде-
ла
Si–SiO
2
(или
в
слое
слабой
инверсии)
имеют
низкую
концентрацию:
на
не-
сколько
порядков
ниже,
чем
для
случая
сильной
инверсии
в
кремнии
[9,
10].