《新型納米MOS器件的低頻噪聲特性》是依託復旦大學，由黃大鳴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型納米MOS器件的低頻噪聲特性
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃大鳴
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
MOS器件的低頻噪聲對電路套用具有重要影響。低頻噪聲本身也能用於MOS器件的特性和可靠性表征。對於一些新型納米MOS器件，由於微小的尺度、新的結構或者器件原理，它們的低頻噪聲呈現新的特性。本項目期望通過幾種重要的新型納米MOS器件的研究，對低頻噪聲譜和隨機電報信號與器件尺寸、結構和原理等關係有一個系統的了解，在建立低頻噪聲和器件特性的定量關係方面有新的突破和進展。具體研究內容包括：（1）建立MOS器件應力退化和低頻噪聲聯合測試系統。（2）針對幾種典型的新型納米MOS器件，分析和比較它們的低頻噪聲特性。（3）針對幾種典型的納米MOS器件，建立低頻噪聲模型。擬研究的對象包括納米線場效應電晶體和FinFET、隧穿場效應電晶體、二維薄膜電晶體以及阻變存儲器結構。研究的目標是：通過MOS器件低頻噪聲的巨觀測量，定量地獲取器件內部噪聲產生的微觀信息。
結題摘要
根據申請書和計畫書，本項目開展了四個方面的工作。（1）建立了MOS器件應力退化和低頻噪聲聯合測試系統。該系統除了能夠測量偏壓(BTI)和熱載流子注入(HCI)應力前後器件的IV特性變化，而且能夠測量應力前後器件低頻噪聲和噪聲譜的變化。對90納米工藝MOSFET的多種測試結果表明，該系統能夠很好地用於器件應力退化和陷阱表征。（2）系統地研究了傳統納米MOSFET的隨機電報和低頻噪聲譜特性。發現與長溝道器件比較，納米MOSFET的低頻噪聲特性要更加複雜。這一複雜性主要體現在兩個方面。一是由於器件面積減小，納米器件出現單陷阱即隨機電報特性。二是由於短溝道效應，器件電勢沿溝道分布會偏離長溝道特性，導致低頻噪聲特性偏離傳統的長溝道模型。（3）研究了隧穿電晶體(TFET)的低頻噪聲特性，提出了器件的噪聲模型。結合不帶陷阱TFET的電勢/電流模型和由單陷阱電荷俘獲引起的電勢/電流起伏，計算了典型TFET的低頻噪聲功率譜。與實驗測量結果的比較表明，這一模型能夠很好地給出TFET低頻噪聲譜的基本特性。（4）研究了幾種層狀過渡金屬硫化物(TMDC)溝道MOSFET的低頻噪聲特性,包括機械剝離轉移法在Al2O3上製備的多層MoS2和WSe2溝道MOSFETs以及CVD方法在SiO2上生長的單層單晶和多晶MoS2溝道MOSFETs，結果表明低頻噪聲譜能夠反映器件的表面、界面、源/漏接觸和TMDC晶界的影響。 上述成果為低頻噪聲譜這一測量方法用於新型納米MOSFET的研究、開發和套用提供了新的知識、模型和方法。項目組共發表論文9篇，其中SCI收錄4篇，EI收錄5篇。培養博士3名，碩士2名。
