A Guideline for the Optimum Fin Width Considering Hot-Carrier and NBTI Degradation in MuGFETs

Abstract

Considering both hot-carrier and negative-biastemperature-instability (NBTI) degradations, a guideline for the optimum fin width in p-channel multiple-gate MOSFETs (pMuGFETs) has been suggested. From the different dependences of the fin width on both hot-carrier and NBTI degradations in p-MuGFETs, the optimum fin width has been extracted empirically to maximize the device lifetime. The optimum fin width increases as the stress temperature increases. When the fin width is narrower than the optimum fin width, the device lifetime is dominantly determined by NBTI degradation. However, when the fin width is wider than the optimum fin width, the device lifetime is determined by hot-carrier degradation. Considering both hot-carrier and NBTI degradations, the tradeoff between fin width and fin number has been discussed. Index Terms-Hot carriers, multiple-gate MOSFET (MuGFET), negative-bias temperature instability (NBTI), silicon-on-insulator (SOI) technology.

Crystallographic-orientation-dependent GIDL current in Tri-gate MOSFETs under hot carrier stress

“…Since the crystal orientation of the top surface in non-rotated Tri-gate device is different with the crystal orientation of the side surfaces, the hot carrier induced device degradation is different for non-rotated and rotated devices [8]. Fig.…”

“…Since the interface states were generated under hot carrier stress, many works observed the increased GIDL current after hot carrier stress [6,7]. In multiple gate structure, hot carrier induced device degradation is more significant for MOSFETs fabricated on non-rotated wafer than those fabricated on rotated wafer [8]. Therefore, the orientation dependence of GIDL current in Trigate MOSFETs under hot carrier stress needs to be investigated in more detail.…”

Анализ Особенностей Деградации, Вызываемой Горячими Носителями, В Транзисторах С Каналом В Форме Плавника

“…В последние несколько лет эффект ДВГН в ПТ с каналом в форме плавника был объектом интенсивных экспериментальных [6][7][8] и теоретических [9,10] исследований, но природа данного эффекта до конца так и не понята, а надежная предиктивная модель, основанная на физических принципах, пока не предложена. Попытки моделирования ДВГН в приборах этого класса были основаны на эмпирических и феноменологических упрощениях.…”

О Влиянии Параметров Топологии Транзистора С Каналом В Форме Плавника На Деградацию, Вызываемую Горячими Носителями

“…Однако консенсус относительно оптимального значения W fin так и не был достигнут. Действительно, в некоторых работах, посвященных этой проблеме, утверждается, что ДВГН становится сильнее в транзисторах с более широким каналом [9][10][11], в то время как другие группы показывают обратную тенденцию [7,12,13]. Попытки моделирования влияния ширины наноразмерного канала транзистора были основаны на использовании темпа ударной ионизации в качестве количественного критерия ДВГН [9,14].…”