恭喜西安电子科技大学陈华获国家专利权
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龙图腾网恭喜西安电子科技大学申请的专利一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115172196B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210724993.1,技术领域涉及:H01L21/66;该发明授权一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法是由陈华;杨济宁;何亮;张彦军;汪显宇设计研发完成,并于2022-06-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法在说明书摘要公布了:一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法,选取漏极电压,对待测MOSFETs器件的转移特性和不同栅压下的漏极电流噪声功率谱进行测量;通过迭代方法确定除氧化层陷阱库伦散射之外其它所有散射机理决定的沟道载流子迁移率;通过迭代方法确定不同栅压下的库伦散射系数以及氧化层陷阱密度随位置的变化。本发明可应用于不同的偏置条件包括阈值电压附近及强反型区等,可应用于不同的陷阱位置分布,而不是局限于陷阱随位置均匀分布或指数分布,能反应同一类样品不同个体之间的差异性,且具有更强的精度,进而可用于评估MOSFETs的性能和可靠性,可进一步用于指导MOSFETs的制造。
本发明授权一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:选取漏极电压VD,对待测MOSFETs器件的转移特性ID-Vg和不同栅压Vg下的漏极电流噪声功率谱SId-f进行测量,所述漏极电流噪声功率谱SId-f是功率谱幅值SId与频率f的函数,ID表示漏极电流;步骤2:建立离散形式的低频噪声模型,通过迭代方法确定除氧化层陷阱库伦散射之外其它所有散射机理决定的沟道载流子迁移率μ0;包括:2.1、由转移特性ID-Vg利用得到曲线gm-Vg,代入得到μ随Vg的变化,表示为μ-Vg;其中,gm为跨导,μ为沟道载流子有效迁移率,W和L分别表示沟道的宽和长,Cox为单位面积氧化层电容;2.2、在栅压Vg1下,数值求解离散形式的低频噪声模型,得到氧化层陷阱密度随位置的变化Ntzi,此时,SId和f均是m维向量,将SId-f代入离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组,通过求解该线性方程组,可得Ntzi;其中,q为电子电量,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,n为氧化层划分的总层数,τ=τ0expγ·z,τ是时间常数,γ是隧穿系数,z是氧化层的位置坐标,τ0的典型值为10-10s,zi为第i层氧化层中某一位置的坐标,Δzi为划分的单位氧化层厚度;2.3、将2.2的求解结果Ntzi代入得到氧化层陷阱数的面密度Dot;2.4、对所有的栅压Vg重复2.2和2.3,得到不同栅压Vg下的qDot,结合2.1中的μ-Vg,得到和qDot的一一对应关系,利用公式线性拟合出库伦散射系数αsc;2.5、在栅压Vg1下,将SId-f和αsc代入包含氧化层陷阱库伦散射系数αsc的离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组,通过求解该线性方程组,可得Ntzi;2.6、将2.5的求解结果Ntzi代入得到氧化层陷阱数的面密度Dot;2.7、对所有的Vg重复2.5和2.6,得到不同栅压下的qDot,结合步骤2.1中的μ-Vg,得到和qDot的一一对应关系,利用公式线性拟合出和αsc,new,αsc,new为采用迭代方法更新后的库伦散射系数;2.8、判断步骤2.5采用的αsc和步骤2.7输出的αsc,new绝对值的误差是否小于设定的阈值c,如果成立,输出步骤2.7的μ0,迭代停止;如果不成立,令αsc=αsc,new,重复2.5~2.8;步骤3:通过迭代方法确定不同栅压Vg下的库伦散射系数αsc以及氧化层陷阱密度随位置的变化Ntzi,包括:3.1、在栅压Vg1下,将步骤1的测量结果SId-f和步骤2.8或步骤3.4的αsc代入包含氧化层陷阱库伦散射系数αsc的离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组,通过求解该线性方程组,可得Ntzi;3.2、将步骤3.1的求解结果Ntzi代入得到氧化层陷阱数的面密度Dot;3.3、根据2.1中的μ-Vg,找到栅压Vg1下的与步骤3.2得到的Dot一起代入公式求解方程得到αsc,new;3.4、判断步骤3.1使用的αsc和步骤3.3得到的αsc,new绝对值的误差是否小于设定的阈值c,如果成立,输出αsc和3.1的Ntzi,迭代停止;如果不成立,令αsc=αsc,new,重复3.1~3.4;3.5、对所有的栅压都重复3.1~3.4,以获得所有栅压下的αsc和Ntzi。
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