Срок	службы в режиме высокочастотных переключений
τHCE (AC)	можно оценить, используя величину доли времен пере-
ключения duty (< 1) в полном цикле функционирования,
	τHCE (AC)= τHCE (DC).	(6.8.5)
	duty

Эффекты горячих носителей по-разному проявляют себя в каналах разного типа.

(1) Эти эффекты заметно сильнее выражены в n-канальных МОПТ по сравнению с p-канальными МОПТ, что обусловлено разной величиной подвижности в канале.

Рис. 6.10. Качественный характер деградации от горячих носителей в n-канальных (слева) и p-канальных (справа) транзисторах

(2)Для транзисторов обоих типов эффекты горячих носителей чаще всего приводят к отрицательной зарядке окисла. Поэтому пороговое напряжение смещается в сторону более положительных значений. Для n-канальных приборов это уменьшает ток, а для p- канальных – увеличивает (рис. 6.10).

(3)Для очень коротких приборов (<0.18 мкм ) начинается также инжекция дырок в окисел, что может привести к сдвигу порога в положительную сторону и уменьшению тока стока.

6.9. Методика прогнозирования срока службы транзистора по отношению к воздействию горячих носителей

Выберем критерий параметрического отказа в виде изменения тока насыщения на 10 % ( IDSAT IDSAT > 0.1) и измерим срок

166

службы в наиболее жестком электрическом режиме. Наиболее жесткий электрический режим можно определить по пику тока подложки (рис. 6.7), причем для уменьшения времени эксперимента напряжения могут быть выбраны выше номинального напряжения питания VDD . Ток подложки играет роль индикатора эффективно-

сти генерации горячих носителей, хотя энергия активации ударной ионизации в несколько раз меньше энергии дефектообразования.

Строим двойной логарифмический график времени параметрического отказа от значения тока подложки (рис. 6.11). Эта экспериментальная зависимость имеет линейный характер (см. также 6.8.4), что позволяет провести экстраполяцию на номинальное значение напряжения питания, соответствующее более мягким условиям.

Рис. 6.11. Двойная логарифмическая зависимость времени 10 %-ной деградации крутизны n-МОПТ от максимального тока подложки

Технологическими методами увеличения срока службы транзистора являются:

использование подзатворных изоляторов, более устойчивых к возникновению дефектов ( εIT εi > 3 ) – нитридизация окисла

кремния, оксинитриды SiOxN1-x;

использование низколегированных стоков (LDD) для снижения максимальных значений электрических полей канале транзистора

(см. п. 6.6).

Эффекты горячих носителей в очень малых МОПТ выражены слабо по следующим причинам:

167

1)снижение напряжения питания приводит к тому, что скорость инжекции носителей в окисел и создания дефектов также уменьшается из-за недостаточности энергии носителей;

2)очень малая толщина подзатворного изолятора приводит к тому, что вероятность дефектообразования уменьшается;

3)с другой стороны, в наноразмерных транзисторах даже несколько дефектов могут являться причиной заметной деградации прибора.

168