Dynamic behavior of the buildup of fixed charge and interface states during hot-carrier injection in encapsulated MOSFET's

Meyer, W.; Fair, Richard B.

doi:10.1109/t-ed.1983.21081

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“…However, excess H atoms in thin films lead to poor physical and electrical properties. 20,21) The C H of the H 2 -diluted c-Si film is 26.3%, which is the largest in Fig. 1(b).…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 90%

Fast Deposition of Low-Temperature-Crystallized Silicon Films by Hybrid Nucleation

Lin¹,

Li²

2012

Jpn. J. Appl. Phys.

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A new method involving hybrid nucleation and ionic-argon-assisted dissociation was proposed to achieve the high-speed deposition of crystallized silicon at 150 °C. At the initial stage of deposition, the nucleation process was reduced by in situ physical and chemical etchings. In a mixture of various plasmas, ionic argon removed some nuclei. Meanwhile, atomic hydrogen passivated dangling bonds and improved the crystallinity of the processed film. When a seed layer formed, the presence of ionic argon accelerated the dissociation of the source gases. Thus, a high deposition rate of crystallized silicon films was achieved. The deposition rate was as high as 15.6 nm/min. The optimum crystallized film in this study had a crystalline fraction of 72%. In addition, a thin-film transistor adopted the proposed crystallized film as a channel showing robust reliability to electrical stressing.

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“…However, excess H atoms in thin films lead to poor physical and electrical properties. 20,21) The C H of the H 2 -diluted c-Si film is 26.3%, which is the largest in Fig. 1(b).…”

Section: Resultsmentioning

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Fast Deposition of Low-Temperature-Crystallized Silicon Films by Hybrid Nucleation

Lin¹,

Li²

2012

Jpn. J. Appl. Phys.

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“…De manière générale le vieillissement de ces 1À-MOS est relativement faible, surtout lorsqu'on le compare aux résultats déjà publiés pour d'autres dispositifs [2-4, 7, 9, 11, 1]. La différence peut être attribuée aux particularités technologiques (épaisseur et qualité de l'oxyde de grille, optimisation du dopage), mais aussi aux condi-tions de polarisation que nous avons soigneusement sélectionnées (pas d'effet d'avalanche [2], ni de surpolarisation du substrat [2,7,9]). La dégradation des caractéristiques s'accentue pour les p-MOS de longueur inférieure à 1 03BCm.…”

Section: Conditions De Vieillissement Et Mise En éVi-unclassified

“…une dégradation significative il faut attendre au moins 103 à 104 s, durées supérieures d'un ou de deux ordres de grandeur à celles nécessitées par le vieillissement de MOSFET issus de technologies différentes [2,4,7,9]. Nous n'observons pas, non plus, de saturation évidente et rapide du vieillissement (découlant probablement d'un remplissage des pièges) telle qu'elle a été constatée ailleurs [4].…”

Section: Conditions De Vieillissement Et Mise En éVi-unclassified

“…-T. 19, mo 11, NOVEMBRE 1984 acquis maintenant que la principale source de vieillissement est la modification de l'état de l'oxyde de grille par l'injection de porteurs très énergétiques (chauds). Plusieurs modèles fort intéressants, concernant ce « pompage électrique de charge », ont été proposés pour expliquer les résultats particuliers de différents types de mesures [1][2][3][4]; cependant, l'unanimité n'est pas atteinte, ni sur l'origine des processus physiques d'injection (d'électrons [5][6][7][8] ou bien de trous [3,9] chauds) ni sur l'importance respective des différents paramètres de vieillissement (longueur du canal, tensions appliquées, durée, température, etc). Ce dernier problème constitue l'objet de cet article, où nous présentons des mesures récentes effectuées systématiquement sur des MOSFET submicroniques (u-MOS) de longueur variable.…”

Section: Introducdoaunclassified

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Vieillissement des transistors MOS submicroniques après contrainte électrique

Cristoloveanu

Cabon-Till

Kang

et al. 1984

Rev. Phys. Appl. (Paris)

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2014 Les propriétés d'une nouvelle génération de transistors MOS ont été analysées en fonction de leurs très faibles longueurs de canal qui varient entre 3 03BCm et 0,3 03BCm. L'accent a été mis sur l'étude de leur vieillissement après contrainte électrique variable en intensité, en durée et en température. Nos mesures portent sur les caractéristiques statiques en inversion forte et faible et sur la tension de seuil. La résistance série totale du drain et de la source (40 03A9) est déterminée directement à partir des dispositifs de longueur zéro. Nous montrons que ces MOSFET vieillissent plus fortement lorsque la tension de grille excède la tension de drain. Les caractéristiques des MOSFET très courts (Leff 0,7 03BCm) présentent un effet prononcé de canal court et se dégradent plus rapidement que pour Leff > 1 03BCm; la dérive des caractéristiques n'est pas supprimée même pour des faibles tensions de polarisation (3 V). L'observation d'une plus forte réduction du courant en échangeant source et drain, consolide l'hypothèse d'un vieillissement dû à la création inhomogène d'états d'interface et de charges négatives dans l'oxyde. Abstract. 2014 The properties of a new génération of MOS transistors have been investigated in respect of their very small channel lengths, varying from 3 03BCm down to 0.3 03BCm. In particular we analysed their dégradation during electrical stress, the main paramèters of which were the bias intensity, the duration and the temperature. The static 63

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“…However, excess H atoms in SiN x :H film will lead to poor physical and electrical properties. 6,7) In addition, although the mixture of SiH 4 , NH 3 , and N 2 is used for depositing SiN x :H films, the amount of N atoms provided by NH 3 is limited. Hence the quality of hydrogenated SiN x film is related to the amount of H and N atoms.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Plasma Nitridation of Hydrogenated Silicon Nitride Film

Lin¹,

Yang²,

Lee³

2012

Jpn. J. Appl. Phys.

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In this study, chemical-vapor-deposited silicon nitride films were subjected to a novel nitridation process by use of self-biased nitrogen plasma. The film structure and electrical properties such as chemical bonding, surface morphology, dielectric strength, and the capacitance-voltage hysteresis of a metal-insulator-semiconductor device were improved. This was because the hydrogen and oxygen atoms within the silicon nitride film were replaced by the introduced energetic nitrogen atoms. With the optimized self-bias plasma, there were many new silicon-nitrogen bonds formed in the silicon film. These newly formed Si-N bonds reduced the gate leakage of the nitrified device to one order less than that of the nonnitrified device and the dielectric strength can be improved from 7.27 to 9.31 MV/cm. #

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Dynamic behavior of the buildup of fixed charge and interface states during hot-carrier injection in encapsulated MOSFET's

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