• [1] JH Stathis 和 S. Zafar,“MOS 器件中的负偏压温度不稳定性:综述”,《微电子可靠性》第 46 卷(2006 年),第 270-286 页。 • [2] DK Schroder,“负偏压温度不稳定性:我们了解什么?”《微电子可靠性》第 44 卷(2007 年),第 841-852 页。
摘要 — 超薄 In 2 O 3 和其他最近探索的低热预算超薄氧化物半导体已显示出用于后端 (BEOL) 兼容逻辑层和单片 3-D (M3-D) 集成的巨大前景。然而,这些富含缺陷的原子级薄通道的长期稳定性和可靠性尚未得到深入探索。在这里,我们通过室温正偏压不稳定性 (PBI) 和负偏压不稳定性 (NBI) 实验研究了具有 1.2 纳米厚原子层沉积 (ALD) 生长的 In 2 O 3 通道的晶体管的长期可靠性。观察到的行为很大程度上可以用陷阱中性能级 (TNL) 模型来解释。已经开发出一种减少参数漂移的方法,使用顺序封装并通过 O 2 等离子体处理进行 VT 工程。经过处理后,正、负栅极偏压应力下的长期 VT 偏移幅度均有所降低,而负偏压应力下的其他晶体管参数也趋于稳定。在所有情况下,亚阈值摆幅 (SS) 都不会随时间而变化,这表明应力引起的界面缺陷形成于导带下方很远的地方(如果有的话)。
描述了一种绝对测量等离子体边缘真空紫外 (VUV) 光子通量的新方法。让等离子体产生的光撞击远离等离子体的带负偏压的镀金铜基板。测量由此产生的光电子发射电流,然后根据已知的 Au 光电子产额找到绝对光子通量。该方法用于量化氩/氦电感耦合等离子体 (ICP) 产生的 VUV 光量。观察到 104.82 和 106.67 nm 的强发射,对应于氩的 1s 2 和 1s 4 共振态。在远程位置测得的最大积分 VUV 光子通量为 3.2 × 10 13 光子/cm 2 s。估计这对应于 ICP 边缘 5 × 10 15 光子/cm 2 s 的通量,在类似条件下报告的值范围内。
摘要:制备了NiO/β-Ga2O3异质结栅场效应晶体管(HJ-FET),并通过实验研究了在不同栅极应力电压(VG,s)和应力时间(ts)下器件的不稳定性机制。发现了器件在负偏压应力(NBS)下的两种不同退化机制。在较低的VG,s和较短的ts下,NiO体陷阱捕获/脱捕获电子分别导致漏电流的减少/恢复。在较高的VG,s或较长的ts下,器件的传输特性曲线和阈值电压(VTH)几乎永久地负移。这是因为界面偶极子几乎永久地电离并中和了异质结界面上的空间电荷区(SCR)中的电离电荷,导致SCR变窄。这为研究NiO/β-Ga2O3异质结器件在电力电子应用中的可靠性提供了重要的理论指导。
描述了一种绝对测量等离子体边缘真空紫外 (VUV) 光子通量的新方法。让等离子体产生的光撞击远离等离子体的带负偏压的镀金铜基板。测量由此产生的光电子发射电流,然后根据已知的 Au 光电子产额找到绝对光子通量。该方法用于量化氩/氦电感耦合等离子体 (ICP) 产生的 VUV 光量。观察到 104.82 和 106.67 nm 的强发射,对应于氩的 1s 2 和 1s 4 共振态。在远程位置测得的最大积分 VUV 光子通量为 3.2 × 10 13 光子/cm 2 s。估计这对应于 ICP 边缘 5 × 10 15 光子/cm 2 s 的通量,在类似条件下报告的值范围内。
负偏压温度不稳定性 (NBTI) 是 CMOS 器件中的一个重要可靠性问题,它会影响基于 CMOS 的电路的性能。因此,了解不同缺陷机制和关于应力和恢复时间的广泛操作条件对电路性能的影响对于产生可靠且可接受的设计裕度至关重要。在这项工作中,分析了使用 16 nm FinFET 技术设计的 6T SRAM 单元电路上的 NBTI 效应。研究了 NBTI 可靠性问题对传输延迟和功耗在读写操作中的影响。研究了基于不同缺陷机制、应力时间和工作温度条件的 6T SRAM 性能。使用由 N it 和 N it 与 N ot 结合引起的缺陷计算出的阈值电压偏移之间约有 74 mV 的差异。发现读取延迟不受应力时间的影响,而写入延迟在 10 年的应力时间内略有改善。使用 N it 模拟的 6T SRAM 单元的写入延迟在运行 10 年后比使用 N it 与 N ot 组合进行模拟时提高了 0.4%。在 125°C 下,运行 10 年后读取操作的功耗高于写入操作,分别为 4.09 µW 和 0.443 µW`。观察到 6T SRAM 单元的性能取决于缺陷机制的类别、静态和动态模拟条件以及工作温度。
在地面试验j7,8,91和飞行试验[lO,ll]中,高压太阳能电池阵列上出现了许多电弧现象。迄今为止,唯一的理论假设来自文献[112]。在这项研究中,有人提出,每个互连器上都有一层薄薄的绝缘污染物。这种污染物可能是由于暴露在空气中而产生的,也可能是在制造过程中产生的。来自空间等离子体的离子被互连器上的负电位吸引。这些离子积聚在表面层,导致层中形成电场。随着层继续充电,内部场变得足够大,足以导致电子发射到空间等离子体中。这种电子流导致层中随后加热和电离。这就是所谓的放电。在本文中,我们集中研究了低地球轨道负偏压太阳能电池阵列的行为,并对观察到的电弧提出了一种新的解释。有人提出,实验观察到的预击穿电流导致中性气体分子从太阳能电池盖玻片的侧面解吸。这些分子在互连线上积聚,并在表面气体层内发生电弧。推导出电压阈值的表达式,并研究了其与气体和几何特性的关系。电压阈值与等离子体密度无关,而与太阳能电池互连连接的几何结构密切相关。第 2 节回顾了实验工作,并描述了低地球轨道的等离子体和中性环境。第 3 节开发了击穿模型并获得了击穿阈值。第 4 节讨论了气体和几何参数的关系以及实验数据在该理论中的应用。最后,在最后一节中,提出了一些实验测试来阐明理论模型。