- Код статьи
- 10.31857/S0544126923700497-1
- DOI
- 10.31857/S0544126923700497
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 52 / Номер выпуска 5
- Страницы
- 423-430
- Аннотация
- Обсуждаются результаты исследования влияния деградации горячих носителей на электрофизические характеристики мощных LDMOS (laterally-diffused metal-oxide semiconductor) транзисторов, выполненных по технологии “кремний на изоляторе”, с длинной областью дрейфа с топологическими нормами 0.5 микрон. Анализ деградации горячих носителей в высоких электрических полях выполнен на основании экспериментальных результатах и дополнительном использовании аналитической модели. Физическое происхождение данного механизма связано с образованием ловушек на границе раздела Si/SiO2. С помощью численного анализа и экспериментов электрические характеристики КНИ nLDMOS-транзисторов рассмотрены в широком диапазоне управляющих напряжений с целью изучения влияния на зону безопасной эксплуатации и надежность устройства в условиях деградации горячих носителей. Результаты этих исследований позволяют сделать вывод о возможности 20%-го расширения зоны безопасной эксплуатации.
- Ключевые слова
- мощный LDMOS технология “кремний на изоляторе” деградация горячих носителей моделирование тестирование
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 15
Библиография
- 1. Bravaix A., Huard V., Cacho F., Federspiel X., Royl D. Hot-carrier degradation in decananometer CMOS nodes: From an energy driven to a unified current degradation modeling by multiple carrier degradation process, in Hot-Carrier Degradation, ed. By T. Grasser, Springer, Wien, New York, 2015.
- 2. Moens P., den Bosch G.V. Characterization of total safe operating area of lateral DMOS transistors // IEEE Trans Device Mater Rel. 2006. V. 6. P. 349–357.
- 3. Moens P., Varghese D., Alam M.A. Towards a universal model for hot carrier degradation in DMOS transistors. In: Proceedings of the international symposium on power semiconductor devices and ICs. Barcelona, Spain, 2010. P. 61–64.
- 4. Wang W., Reddy V., Krishnan A.T., Vattikonda R., Krishnan S., Cao Y. Compact modeling and simulation of circuit reliability for 65 nm CMOS technology // IEEE Trans Device Mater Rel. 2007. V. 7. P. 509–517.
- 5. Poli S., Reggiani S., Baccarani G., Gnani E., Gnudi A., Denison M. Hot-carrier stress induced degradation in multi-STI-finger LDMOS: an experimental and numerical insight // Solid-State Electron. 2011. 65–66. P. 57–63.
- 6. Bude J., Hess K. Thresholds of impact ionization in semiconductors // J. Appl. Phys. 1992. V. 72. P. 3554–3561.
- 7. Hu C., Tam S., Hsu F., Ko P., Chan T., Terrill K.W. Hot-electron-induced MOSFET degradation–model, monitor, and improvement // IEEE Trans Electron Devices. 1985. V. 32. P. 375–383.
- 8. Ancona M.G., Saks N.S., McCarthy D. Lateral distribution of hot-carrier-induced interface traps in MOSFETs // IEEE Trans Electron Devices. 1988. V. 35. P. 2221–2228.
- 9. Di Maria D.J., Stasiak J.W. Trap creation in silicon dioxide produced by hot electrons // J. of Appl. Phys. 1989. V. 65. P. 2342–2357.
- 10. Yassine A.M., Nariman H.E., McBride M., Uzer M., Oasu-po K.R. Time dependent breakdown of ultrathin gate oxide // IEEE Trans Electron Devices. 2000. V. 47. P. 1416–1420.
- 11. Wang L., Wang J., Gao C., Hu J., Li P.Z.X., Li W., Yang S.H.Y. Physical description of quasi-saturation and impact ionization effects in high-voltage drain-extended MOSFETs // IEEE Trans. Electron Devices. 2009. V. 56. P. 492–498.
- 12. Varghese D., Kufluoglu H., Reddy V., Shichijo H., Mosher D., Krishnan S. OFF-state degradation in drain-extended NMOS transistors: interface damage and correlation to dielectric breakdown // IEEE Trans Electron Devices, 2007. V. 54. P. 2669–2677.
- 13. Varghese D., Moens P., Alam M.A. ON-state hot carrier degradation in drain-extended NMOS transistors // IEEE Trans. Electron Devices. 2010. V. 57. P. 2704–2710.
- 14. Hong S.-M., Pham A., Jungemann C. Deterministic solvers for the Boltzmann transport equation, Springer Science & Business Media, 2011.
- 15. Cheng S.-W., Dey T.K., Shewchuk J.R. Delaunay Mesh Generation. CRC Press, 2013.
- 16. Rudolf F., Weinbub J., Rupp K., Selberherr S. The meshing framework ViennaMesh for finite element applications // J. of Comp. and Appl. Mathematics. 2014. V. 167. P. 166–177.
- 17. Penzin O., Haggag A., McMahon W., Lyumkis E., Hess K. MOSFET degradation kinetics and its simulation // IEEE Trans. Electron Devices. 2003. V. 50. P. 1445–1450.
- 18. Reggiani S., Barone G., Gnani E., Gnudi A., Baccarani G., Poli S., Wise R., Chuang M.-Y., Tian W., Pendharkar S., Denison M. Characterization and modeling of electrical stress degradation in STI-based integrated power devices // Solid-State Electronics. 2014. V. 102. № 12. P. 25–41.
- 19. Reggiani S., Barone G., Gnani E., Gnudi A., Baccarani G., Poli S., Wise R., Chuang M.-Y., Tian W., Pendharkar S., Denison M. Characterization and modeling of high-voltage LDMOS transistors in book Hot carrier degradation semiconductor devices by ed T. Grasser, Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht London, 2015. P. 309–340.
- 20. Rumyantsev S.V., Novoselov A.S., Masalsky N.V. Investigating the electro-thermal characteristics of partially depleted submicron SOI CMOS in an extended temperature range // Russian Microelectronics. 2020. V. 49. № 1. P. 30–36.
- 21. Guerin C., Huard V., Bravaix A. General framework about defect creation at the Si/SiO2 interface // J. of Appl. Phys. 2009. V. 105. № 11. P. 114 513.1–114 513.12.
- 22. Stesmans A. Passivation of Pb0 and Pb1 interface defects in thermal (100) Si/SiO2 with molecular hydrogen // App-l. Phys. Letters. 1996. V. 68. № 15. P. 2076–2078.
- 23. Sharma P. Modeling of hot-carrier degradation in nLDMOS devices: different approaches to the solution of the Boltzmann transport equation // IEEE Trans. Electron Devices. 2015. V. 62. № 6. P. 1811–1818.
- 24. de Jong M.J., Salm C., Schmitz J. Towards understanding recovery of hot-carrier induced degradation // Microelectronics Reliability. 2018. V. 88. P. 147–151.
- 25. Yu Z., Zhang Z., Sun Z., Wang R., Huang R. On the trap locations in bulk finFETs after hot carrier degradation (HCD) // IEEE Trans. Electron Devices. 2020. V. 67. P. 3005–3009.
