[發(fā)明專利]陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法

在審

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• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113297732A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 郝敏如;張艷;邵敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

1.一種陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

獲取單軸應變硅納米N型金屬氧化物半導體場效應晶體管NMOSFET；

確定所述NMOSFET的陷阱電荷濃度，所述陷阱電荷包括氧化層陷阱電荷濃度及界面態(tài)陷阱電荷濃度；

根據(jù)所述氧化層陷阱電荷濃度，確定第一閾值電壓漂移量，并根據(jù)所述界面態(tài)陷阱電荷濃度，確定第二閾值電壓漂移量；

確定所述NMOSFET的閾值電壓；

根據(jù)所述第一閾值電壓漂移量、所述第二閾值電壓漂移量、所述NMOSFET的陷阱電荷濃度和閾值電壓，構(gòu)建陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型；其中，所述模型包括氧化層陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性模型，以及界面態(tài)陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述單軸應變硅納米NMOSFET的輻照條件為總劑量輻照。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述確定所述NMOSFET的陷阱電荷濃度的步驟，包括：

確定總劑量輻照產(chǎn)生的電子-空穴對在電場作用下初始逃脫的復合幾率；

基于總劑量輻照對所述單軸應變硅納米NMOSFET的微觀運輸機制以及柵極表面空穴密度為零的邊界條件，計算得到所述NMOSFET的氧化層陷阱電荷濃度；

基于總劑量輻照對所述單軸應變硅納米NMOSFET的微觀運輸機制以及柵氧化層表面質(zhì)子通量為零的邊界條件，計算得到所述NMOSFET的界面態(tài)陷阱電荷濃度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，所述確定所述NMOSFET的閾值電壓的步驟之前，還包括：

計算所述第一閾值電壓漂移量與所述第二閾值電壓漂移量之和，得到所述NMOSFET的閾值電壓漂移總量，并根據(jù)所述閾值電壓漂移總量確定所述NMOSFET的閾值電壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述氧化層陷阱電荷濃度為：

其中，N_t表示為柵介質(zhì)層內(nèi)的空穴陷阱濃度，t_Ox表示柵介質(zhì)厚度，σ_p表示空穴的俘獲截面，k_y表示單位輻射劑量在柵氧化層中產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)目，f_s表示電子-空穴對逃逸后復合的幾率，D表示輻照總劑量，N_o是計算得到的氧化層陷阱正電荷濃度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述界面態(tài)陷阱電荷濃度為：

其中，N_D-H表示柵介質(zhì)層內(nèi)含氫的缺陷濃度，σ_D-H表示柵介質(zhì)層內(nèi)含氫缺陷對空穴的俘獲截面，σ_i表示界面處被鈍化的質(zhì)子俘獲截面，N_siH是被氫鈍化的Si懸掛鍵密度，N_i為計算得到的界面態(tài)陷阱電荷濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的建模方法，其特征在于，所述第一閾值電壓漂移量為：

其中，q表示單位電荷量，ε_ox表示柵介質(zhì)層的介電常數(shù)，ΔN_o表示由于氧化層陷阱電荷引起的閾值電壓漂移量，t_Ox表示柵介質(zhì)厚度，ΔV_o為計算得到的第一閾值電壓漂移量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陷阱電荷與噪聲幅值相關(guān)性解析模型的建模方法，其特征在于，所述第二閾值電壓漂移量為：

其中，ΔN_i表示總劑量輻照引起的界面態(tài)陷阱電荷的濃度變化，ΔV_i為計算得到的第二閾值電壓漂移量。