动态应力下功率n-LDMOS器件热载流子退化恢复效应

针对功率n-LDMOS器件在动态应力条件下的热载流子退化恢复效应进行了实验和理论研究.电荷泵实验测试和器件专用计算机辅助软件的仿真分析结果表明,在施加不同的动态应力条件下,功率n-LDMOS器件存在2种主要的热载流子退化机理,即鸟嘴区域的热空穴注入和沟道区域的界面态产生,均有明显的退化恢复效应.对功率n-LDMOS器件施加2个连续3 600 s的不同应力,观察每个阶段结束时刻的CP电流曲线,发现该器件在应力变换期间确实发生了热空穴的退陷阱效应.然后,对功率n-LDMOS器件施加3个连续3 600 s的不同应力,观察每个阶段结束时刻的CP电流曲线,发现器件处于关断阶段时,已产生的界面态存在一定程度的复合.     

一种计算纳米CMOS器件中应力致界面态的方法

在纳米CMOS器件中,负栅压温度不稳定性、热载流子注入效应和栅氧化层经时击穿等应力使得Si/SiO2界面产生界面态,引起器件参数的退化.随着CMOS器件不断缩小,这种退化将严重制约器件性能.提出了一种改进的计算纳米CMOS器件中应力产生界面态的方法,能够对应力产生的界面态进行定量描述.该方法在电荷泵基础上测量纳米小尺寸器件初始状态和应力状态下的衬底电流,提取电荷泵电流(Icp),计算出应力产生的界面态密度.测量过程中,脉冲频率固定不变,降低了频率变化所带来的误差.     

N_2O氮化n-MOSFET's低温可靠性研究

通过与热氧化ｎ－ＭＯＳＦＥＴ’ｓ 比较,调查了Ｎ２ Ｏ氮化 （Ｎ２ＯＮ） ｎ－ＭＯＳＦＥＴ’ｓ 在最大衬底电流ＩＢ ｍ ａｘ和最大栅电流ＩＧ ｍ ａｘ 应力下的低温热载流子效应．结果表明,Ｎ２ＯＮ 器件在低温就像在室温一样呈现出大大抑制的热载流子应力感应退化的特性;低温下产生的浅能级陷阱增强了器件的退化,Ｎ２ Ｏ 的氮化也大大减少了浅能级陷阱的产生．     

N2O氮化n—MOSFET‘s低温可靠性研究

通过与热氧化ｎ－ＭＯＳＦＥＴ’ｓ比较,调查了Ｎ２Ｏ氮化（Ｎ２ＯＮ）ｎ＝－ＭＯＳＦＥＴ‘ｓ在最大衬底电流ＩＢｍａｘ和最大栅电流ＩＧｍａｘ应力下的低温热载流子效应,结果表明,Ｎ２ＯＮ器件在低温就在室温一样呈现出大大抑制的热载流子应力感应退化的特性;低温下产生的浅能级陷阱增强了器件的退化,Ｎ２Ｏ的氮化也大大减少了浅能级陷阱的产生。     

功率LIGBT热载流子退化机理及环境温度影响

研究了横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT)的热载流子退化机理及环境温度对其热载流子退化的影响.结果表明,器件的主导退化机制是鸟嘴处大量界面态的产生,从而导致饱和区阳极电流Iasat和线性区阳极电流Ialin存在较大的退化的主要原因,同时,由于Ialin的分布比Iasat的分布更靠近器件表面,故Ialin的退化比Iasat的退化更严重;而器件沟道区的碰撞电离和热载流子损伤很小,使得阈值电压Vth在应力前后没有明显的退化.在此基础上,进一步研究了环境温度对LIGBT器件的热载流子退化的影响.结果表明,LIGBT呈现正温度系数,且高温下LIGBT的阈值电压会降低,使得相同应力下其电流增大,导致器件碰撞电离的增大,增强了器件的热载流子损伤.     

N-LDMOSFET的掺杂分布与热载流子效应

文章从MOSFET热载流子效应角度研究了N-LDMOSFET在不同的区域掺杂浓度条件下器件的最坏热载流子应力条件;在确定的器件工作条件下结合器件仿真结果,分析了在不同掺杂浓度下器件电特性退化的趋势;详细分析了导致器件退化趋势不同的原因,重点讨论了沟道掺杂和漂移区掺杂与器件热载流子效应关系,提出了N-LDNMOS中区域掺杂的优化策略。     

热载流子效应对n-MOSFETs可靠性的影响

研究热载流子效应对不同的沟道长度n-MOSFETs退化特性的影响．结果表明，随着器件沟道长度的减小，其跨导退化明显加快，当沟道长度小于1μm时退化加快更显著．这些结果可以用热载流子注入后界面态密度增加来解释．     

高k栅介质SOI nMOSFET正偏压温度不稳定性的实验研究

对高k栅介质SOI nMOSFET器件的PBTI退化和恢复进行实验研究, 并且与pMOSFET器件的NBTI效应进行比较, 分析PBTI效应对阈值电压漂移、线性及饱和漏电流、亚阈摆幅和应力诱导漏电流的影响。结果显示, PBTI的退化和恢复与NBTI效应具有相似的趋势, 但是PBTI具有较高的退化速率和较低的恢复比例, 这会对器件的寿命预测带来影响。 最后给出在PBTI应力条件下, 界面陷阱和体陷阱的产生规律及其对器件退化的影响。     

MOSFET器件热载流子效应SPICE模型

为了预测MOSFET器件在热载流子效应影响下的退化情况,建立了一套描述MOSFET器件热载流子效应的可靠性SPICE模型.首先,改进了BSIM3v3模型中的衬底电流模型,将拟合的精确度提高到95%以上.然后,以Hu模型为主要理论依据,结合BSIM3v3模型中各参数的物理意义及其受热载流子效应影响的物理机理,建立了器件各电学参数在直流应力下的退化模型.最后,依据准静态方法将该模型应用于热载流子交流退化模型中.实验数据显示,直流和交流退化模型的仿真结果与实测结果的均方根误差分别为3.8%和4.5%.该模型能准确反映MOSFET器件应力下电学参数的退化情况,且为包含MOSFET器件的电路的性能退化研究提供了模拟依据.     

用比例差分方法从NMOSFET输出特性提取界面陷阱密度

在均匀的高电场应力下,MOSFET器件的阈值电压和输出特性的比例差分峰值会有所改变.这是由于在应力过程中产生的缺陷引起的.在本文中,用比例差分方法从NMOSFET器件的输出特性提取了阈值电压、输出特性的比例差分的峰值和界面陷阱密度.得到了阈值电压和比例差分峰值,界面陷阱密度和应力时间的关系.此种方法也适用于PMOSFET器件.这是一个简单而快捷的技术.用这个技术实验数据可以在测量的过程中进行分析.     

MOSFET低温热载流子效应

与常温下相比，低温工作ＭＯＳ器件具有许多优点，但低温热载流子引起的器件蜕变却明显增强，本文简要研究了这种效应，包括低温热载流子的行为和界面态的产生及其对器件特性蜕变的影响，最后，从器件结构和工作条件等方面提出了抑制低温热载流子效应的设计考虑。     

高栅压低漏压条件下FG-pLEDMOS的热载流子退化机理

针对FG-pLEDMOS施加高栅压低漏压的热载流子应力会使器件线性区漏电流发生退化,而阈值电压基本保持不变,使用TCAD软件仿真以及电荷泵测试技术对其进行了详细的分析.结果表明:沟道区的热空穴注入到栅氧化层,热空穴并没有被栅氧化层俘获,而是产生了界面态;栅氧化层电荷没有变化,使阈值电压基本不变,而界面态的增加导致线性区漏电流发生退化.电场和碰撞电离率是热空穴产生的主要原因,较长的p型缓冲区可以改善沟道区的电场分布,降低碰撞电离率,从而有效地减弱热载流子退化效应.     

考虑渗透水压力的黏土与混凝土接触面力学特性

采用大型直剪仪进行黏土与混凝土接触面的单向直剪试验,研究接触面在不同渗透水压力和法向应力作用下的力学特性,并对黏土与混凝土接触面的强度及应力变形特性进行分析,基于双曲线模型提出了考虑渗透水压力作用的黏土与混凝土接触面本构模型。结果表明:接触面的剪应力与相对剪切位移较好地满足双曲线关系,竖向位移表现为剪缩;接触面的抗剪强度与接触土体的饱和状态显著相关,当土体由非饱和状态过渡至饱和状态时,接触面抗剪强度随渗透水压力的增大显著降低;当接触土体趋于饱和时,抗剪强度随渗透水压力增大的降幅随之减小,且与有效法向应力间呈较好的线性关系;模型计算结果与试验结果吻合较好,验证了所提出的考虑渗透水压力作用下黏土与混凝土的接触面本构模型是合理的。     

应力波界面效应试验

利用动光弹法模拟研究在冲击作用下界面上的应力波传播过程,利用应力波理论分析了界面上应力波的作用机理,证实了界面上存在着能量累积和阻滞能量传递的效应。并结合弹性波动理论和应力—光学定律导出了波动方程与条纹级数之间的关系式。     

用DLTS技术研究MNOS结构界面陷阱

提出利用深能级瞬态谱技术ＭＮＯＳ结构中界面陷阱的分布，阐述了并建立了ＭＮＯＳ结构ＤＬＴＳ存储峰和界面态峰的解析理论，并给出区分这两个谱峰的实验方法，并研制的ＭＯＮＳ结构进行的ＤＬＴＳ描述了理论结果，所获得的存储陷阱和界面态的分布规律与应用热少许电流谱和保留特性方法交     

纤维方位角对玻纤复合材料破坏机理的影响研究

利用扫描电子显微镜（SEM）对不同纤维方位角的玻纤增强树脂复合材料（GFRP）在单拉载荷下的破坏过程进行了实时观测．在桥联模型基础上，将纤维剪应力和基体正应力定义为界面的应力状态，对概化的GFRP材料单元进行了定量分析，得到了单拉载荷下纤维体积分数为27．5％的单元起裂时的应力状态，并通过最大应力强度准则确定了导致起裂的应力分量．综合SEM图片中裂纹形态和断口形貌，分析了不同纤维方位角的GFRP材料裂纹萌生和裂纹扩展的机理．分析结果表明，随着纤维方位角增大，导致GFRP材料裂纹萌生的应力分量由基体最大主应力演化为界面剪应力；裂纹扩展路径由最大主应力控制的基体开裂演化为最大剪应力控制的界面开裂．     

不同土工合成材料加筋土界面的静动力直剪特性

为研究不同加筋材料对筋-土界面在静力、动力作用下的剪切特性的影响, 采用大型直剪仪对土工编织布、土工无纺布、土工膜加筋的加筋土界面进行了一系列单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验, 并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行对比分析. 结果表明：单调直剪试验中, 界面剪应力-剪切位移关系由于加筋筋材力学特性与结构特征不同, 呈现出较大差别, 其中筋材在较大竖向应力的剪切过程中容易发生变形; 在循环剪切过程中, 土工编织布、土工无纺布界面抗剪强度发生了软化现象, 而土工膜界面抗剪强度则发生了硬化现象.     

金属氢化物电极和金属氢化物／镍电池的电化学阻抗谱

用电化学阻抗谱（EIS）方法,对金属氢化物（MH）电极和两种商品化金属氢化物／镍（MH／Ni)电池性能进行了研究,通过建立等效电路模型分析了MH电极的电化学阻抗谱,结果表明,在不同放电深度和充放电循环时,电极的欧姆阻抗,反应电阻和界面电容等呈规律地变化,并与电极性能的变化相一致,欧姆阻抗和由制备工艺带来的电极反应性能折差别,是引起两种商品化MH／Ni电池电化学充放电性能差别的主要原因,也说明EIS可用于检测MH电极的荷电状态和反应性能,并可作为在线无损伤MH／Ni电池性能测试技术。