漏极注入HPM诱发的nMOSFET热电损伤机理

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漏极注入ＨＰＭ诱发的ｎＭＯＳＦＥＴ热电损伤机理
范菊平，游海龙，贾新章
（西安电子科技大学微电子学院，陕西西安７１００７１）
摘要：研究了ｎＭＯＳＦＥＴ漏极注入ＨＰＭ诱发的器件热电损伤机理。建立了ｎＭＯＳＦＥＴ在ＨＰＭ作用下的二维电热模型，获得了器件内部电场、电流密度以及温度对ＨＰＭ作用的响应规律，分析了源一衬底ＰＮ结、漏一衬底ＰＮ结附近器件内部温度分布随ＨＰＭ作用时间的变化关系。结果表明
ｎＭＯＳＦＥＴ器件漏极注入ＨＰＭ时，器件内部峰值温度出现在漏端ＰＮ结附近，且具有累积效应。当
温度达到硅材料硅熔点，器件内部漏端ＰＮ结表面附近形成熔丝，器件损毁。该机理分析得到的器
件特性变化与器件ＨＰＭ损伤实验的测试结果相吻合，验证了文中描述的器件损伤机理。
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（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｌ ’ ｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｎｊｕｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎＭＯＳＦＥＴｄｕｅｔｏＨＰＭｉｎｊｅｃｔｅｄｆｒｏｍｄｒａｉｎｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｆｉｒｓｔ —
ＦＪＮＷＵ
西北大学学报（自然科学版）２０１３年１０月，第４３卷第５期，Ｏｃｔ．，２０１３，Ｖｏ１．４３，Ｎｏ．５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｖｉｃｅｓｔｏＨＰＭｉｎｊｅｃｔｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｓｉｄｅｄｅｖｉｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅ
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词：金属一氧化物一半导体场效应晶体管；高功率微波；热电损伤；熔丝文献标识码：Ａ文章编号：１０００－２７４Ｘ（２０１３）０５－０７２４０５－
中图分类号：ＴＮ０１５
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｎｊｕｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎＭｏＳＦＥＴｄｕｅ