Аналіз ємності на основі TCAD для ідентифікації поздовжнього локалізованого заряду, захопеного оксидом, у SOI FinFETS
Анотація
У цьому дослідженні розглядається вплив просторового положення локально захопленого заряду оксиду на ємності затвор–виток та затвор–сток SOI FinFET за допомогою тривимірного моделювання в TCAD Sentaurus. Результати показують, що розташування захопленого заряду сильно впливає на ємність затвор-витік через перерозподіл носіїв заряду поблизу поверхні каналу, тоді як спостерігається чітка реакція, коли захоплений заряд розташований поблизу краю оксиду. Більше того, співвідношення ємностей затвор-стік до затвор-витік систематично змінюється залежно від положення захопленого заряду вздовж каналу, що свідчить про те, що цей параметр може служити надійним електричним індикатором для виявлення захопленого заряду в оксиді та оцінки його просторового розподілу в FinFET-пристроях.
Завантаження
Посилання
J. Martín-Martínez, S. Gerardin, E. Amat, R. Rodríguez, M. Nafría, X. Aymerich, et al., “Channel-Hot-Carrier Degradation and Bias Temperature Instabilities in CMOS Inverters” IEEE Transactions on Electron Devices, 56, 2155–2159 (2009). https://doi.org/10.1109/TED.2009.2026206
Z. Yu, Z. Zhang, Z. Sun, R. Wang and R. Huang, “On the Trap Locations in Bulk FinFETs After Hot Carrier Degradation (HCD)” IEEE Transactions on Electron Devices, 67, 3005–3009 (2020). https://doi.org/10.1109/TED.2020.2994171
S. Zaynabidinov, A. Boboev, A. Xakimov, et al. “Thermal evolution of impurity-induced energy levels in platinum-doped silicon”, in: Proc. SPIE 14126, Third International Conference on Optics, Materials Science, and Computing in Condensed-Matter Physics (OMCCP-2025), 141260E, 69-74 (2026); https://doi.org/10.1117/12.3110009
B. Kaczer, T. Grasser, P. J. Roussel, J. Franco, R. Degraeve, L. A. Ragnarsson, E. Simoen, et al., “Origin of NBTI Variability in Deeply Scaled pFETs” in: IEEE International Reliability Physics Symposium Proceedings, (2010), pp. 26–32. https://doi.org/10.1109/IRPS.2010.5488856
A. Y. Boboev, B. M. Ergashev, N. Y. Yunusaliyev, and J. S. Madaminjonov, “Electrophysical Nature of Defects in Silicon Caused by Implanted Platinum Atoms,” East European Journal of Physics. (2), 431–435 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-53
I. Chatterjee, E. X. Zhang, B. L. Bhuva, M. A. Alles, R. D. Schrimpf, D. M. Fleetwood, et al., “Bias Dependence of Total-Dose Effects in Bulk FinFETs” IEEE Transactions on Nuclear Science, 60, 4476–4482 (2013) https://doi.org/10.1109/TNS.2013.2287872
N.-H. Lee, H. Kim, and B. Kang, “Impact of Off-State Stress and Negative Bias Temperature Instability on Degradation of Nanoscale pMOSFET” IEEE Electron Device Letters, 33(2), 137–139 (2012). https://doi.org/10.1109/led.2011.2174026
A. E. Atamuratov, A. Yusupov, and K. Adinaev, “Experimental Assessment of the Nonuniform Radiation-Induced Space-Charge Distribution in the Surface Region of Silicon,” Inorganic Materials, 37(8), 767–768 (2001). https://doi.org/10.1023/a:1017918911606
A. Y. Boboev, B. M. Ergashev, N. Y. Yunusaliyev, G. G. Tojiboyev, and F. A. Abdulkhaev, “SRIM Simulation of Cobalt Ions Interaction with ZnO-Based Thin Films” Journal of Ovonic Research. 21(4), 481–493 (2025). https://doi.org/10.15251/JOR.2025.214.481
E. A. Atamuratov, A. Yusupov, A. Z. Atamuratova, J. C. Chedjou, and K. Kyandoghere, “Lateral Capacitance–Voltage Method of NanoMOSFET for Detecting the Hot Carrier Injection,” Applied Sciences, 10(21), 7935 (2020). https://doi.org/10.3390/app10217935
B. M. Ergashev, et al., “The effect of thermal treatment on the absorption spectra of background impurity (oxygen and carbon) atoms in p-Si< B, Pt> structures,” in: Third International Conference on Optics, Materials Science, and Computing in Condensed-Matter Physics (OMCCP-2025), vol. 14126, (SPIE, 2026). pp. 13-17.
A. E. Atamuratov, D. U. Matrasulov, and P. K. Khabibullaev, “Detection of a Charge Built in the Oxide Layer of a Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor by Lateral C-V Measurement,” Doklady Physics, 52(6), 322–325 (2007). https://doi.org/10.1134/s1028335807060080
A. Y. Boboev, B. M. Ergashev, N. Y. Yunusaliyev, and M. M. Xotamov, “Study of the Formation of Low-Dimensional Defect States in Single-Crystal Silicon with the Participation of Oxygen,” East European Journal of Physics. (2), 299–306 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-36
I. Starkov, and A. S. Starkov, “Investigation of the Threshold Voltage Turn-Around Effect in Long-Channel n-MOSFETs Due to Hot-Carrier Stress,” Microelectronics Reliability, 54, 33–36 (2014). https://doi.org/10.1016/j.microrel.2013.08.015
A. E. Abdikarimov, “The Influence of a Single Charged Interface Trap on the Subthreshold Drain Current in FinFETs with Different Fin Shapes,” Technical Physics Letters, 46(5), 494–496 (2020). https://doi.org/10.1134/s106378502005017x
A. E. Atamuratov, M. M. Khalilloev, A. Yusupov, J. C. Chedjou, and K. Kyandoghere, “Contribution to the Physical Modelling of Single Charged Defects Causing the Random Telegraph Noise in Junctionless FinFET,” Applied Sciences, 10(15), 5327 (2020). https://doi.org/10.3390/app10155327; O.V. Kharissova, B.I. Kharisov, and U.O. Mendez, Nanosilicon, (CRC Press, 2014). pp. 57 136. https://doi.org/10.1201/b17170-5
Авторське право (c) 2026 Мірзабаххром Фозильонов, Білоліддін М. Ергашев, Нурітдін Ю. Юнусалієв, Масуджон Норбутаєв, Кумуш Орінбоєва
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
