技术特征：
1.一种考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：选取漏极电压v
d
，对待测mosfets器件的转移特性i
d-v
g
和不同栅压v
g
下的漏极电流噪声功率谱s
id-f进行测量，所述漏极电流噪声功率谱s
id-f是功率谱幅值s
id
与频率f的函数，i
d
表示漏极电流；步骤2：建立离散形式的低频噪声模型，通过迭代方法确定除氧化层陷阱库伦散射之外其它所有散射机理决定的沟道载流子迁移率μ0；步骤3：通过迭代方法确定不同栅压v
g
下的库伦散射系数α
sc
以及氧化层陷阱密度随位置的变化n
t
(z
i
)。2.根据权利要求1所述考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，所述步骤1，漏极电压v
d
的范围为0.05v到0.1v，以保证待测mosfets器件在进行低频噪声测量时工作在线性模式。3.根据权利要求1所述考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，所述步骤2包括：2.1、由转移特性i
d-v
g
利用得到曲线g
m-v
g
，代入得到μ随v
g
的变化，表示为μ-v
g
；其中，g
m
为跨导，μ为沟道载流子有效迁移率，w和l分别表示沟道的宽和长，c
ox
为单位面积氧化层电容；2.2、在栅压v
g
(1)下，数值求解离散形式的低频噪声模型，得到氧化层陷阱密度随位置的变化n
t
(z
i
)，此时，s
id
和f均是m维向量，将s
id-f代入离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组，通过求解该线性方程组，可得n
t
(z
i
)；其中，q为电子电量，k为玻尔兹曼常数，t为绝对温度，n为氧化层划分的总层数，τ＝τ0exp(γ
·
z)，τ是时间常数，γ是隧穿系数，z是氧化层的位置坐标，τ0的典型值为10-10
s，z
i
为第i层氧化层中某一位置的坐标，δz
i
为划分的单位氧化层厚度；2.3、将2.2的求解结果n
t
(z
i
)代入得到氧化层陷阱数的面密度d
ot
；2.4、对所有的栅压v
g
重复2.2和2.3，得到不同栅压v
g
下的qd
ot
，结合2.1中的μ-v
g
，得到和qd
ot
的一一对应关系，利用公式线性拟合出库伦散射系数α
sc
；2.5、在栅压v
g
(1)下，将s
id-f和α
sc
代入包含氧化层陷阱库伦散射系数α
sc
的离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组，通过求解该线性方程组，可得n
t
(z
i
)；
2.6、将2.5的求解结果n
t
(z
i
)代入得到氧化层陷阱数的面密度d
ot
；2.7、对所有的v
g
重复2.5和2.6，得到不同栅压下的qd
ot
，结合步骤2.1中的μ-v
g
，得到和qd
ot
的一一对应关系，利用公式线性拟合出和α
sc,new
，α
sc,new
为采用迭代方法更新后的库伦散射系数；2.8、判断步骤2.5采用的α
sc
和步骤2.7输出的α
sc,new
绝对值的误差是否小于设定的阈值c，如果成立，输出步骤2.7的μ0，迭代停止；如果不成立，令α
sc
＝α
sc,new
，重复2.5～2.8。4.根据权利要求3所述考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，所述步骤3包括：3.1、在栅压v
g
(1)下，将步骤1的测量结果s
id-f和步骤2.8或步骤3.4的α
sc
代入包含氧化层陷阱库伦散射系数α
sc
的离散形式的低频噪声模型得到含n个未知数m个方程的线性方程组，通过求解该线性方程组，可得n
t
(z
i
)；3.2、将步骤3.1的求解结果n
t
(z
i
)代入得到氧化层陷阱数的面密度d
ot
；3.3、根据2.1中的μ-v
g
，找到栅压v
g
(1)下的与步骤3.2得到的d
ot
一起代入公式求解方程得到α
sc,new
；3.4、判断步骤3.1使用的α
sc
和步骤3.3得到的α
sc,new
绝对值的误差是否小于设定的阈值c，如果成立，输出α
sc
和3.1的n
t
(z
i
)，迭代停止；如果不成立，令α
sc
＝α
sc,new
，重复3.1～3.4；3.5、对所有的电压都重复3.1～3.4，以获得所有电压下的α
sc
和n
t
(z
i
)。5.根据权利要求2或3所述考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，所述线性方程组通过非负最小二乘法求解。6.根据权利要求2或3所述考虑库伦散射的mosfets栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，其特征在于，所述设定的阈值c小于100。
技术总结
一种考虑库伦散射的MOSFETs栅氧化层陷阱随位置分布的表征方法，选取漏极电压，对待测MOSFETs器件的转移特性和不同栅压下的漏极电流噪声功率谱进行测量；通过迭代方法确定除氧化层陷阱库伦散射之外其它所有散射机理决定的沟道载流子迁移率；通过迭代方法确定不同栅压下的库伦散射系数以及氧化层陷阱密度随位置的变化。本发明可应用于不同的偏置条件包括阈值电压附近及强反型区等，可应用于不同的陷阱位置分布，而不是局限于陷阱随位置均匀分布或指数分布，能反应同一类样品不同个体之间的差异性，且具有更强的精度，进而可用于评估MOSFETs的性能和可靠性，可进一步用于指导MOSFETs的制造。MOSFETs的制造。MOSFETs的制造。
技术研发人员：陈华 杨济宁 何亮 张彦军 汪显宇
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/10/11