Issue
J. Phys. Colloques
Volume 49, Number C4, Septembre 1988
ESSDERC 88
18th European Solid State Device Research Conference
Page(s) C4-651 - C4-655
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:19884136
ESSDERC 88
18th European Solid State Device Research Conference

J. Phys. Colloques 49 (1988) C4-651-C4-655

DOI: 10.1051/jphyscol:19884136

ANALYSIS OF HOT CARRIER DEGRADATION IN AC STRESSED N-CHANNEL MOS TRANSISTORS USING THE CHARGE PUMPING TECHNIQUE

R. BELLENS, P. HEREMANS, G. GROESENEKEN et H.E. MAES

IMEC. vzw, Kapeldreef 75, B-3030 Leuven, Belgium


Résumé
La dégradation par porteurs chauds (hot carriers) de transistors nMOS, induite lors de l'application de tensions alternatives (AC-stress) a été évaluée en utilisant la technique Charge Pumping et les résultats ont été comparés à ceux d'une contrainte sous tension continue. En outre d'une composante de dégradation uniquement dépendante du temps de vieillissement, une composante additionnelle a été observé qui est proportionnelle au nombre d'impulsions appliquées (fréquence * temps). La dégradation s'avère fortement dépendante de la forme de l'impulsion à la grille. En effet, nos expériences prouvent d'une part que le temps de descente de l'impulsion de grille est beaucoup plus important que le temps de montée, et d'autre part que la largeur de l'impulsion de grille détermine le degré de compensation de la charge positive piégé durant la période de tension basse à la grille, par des électrons injectés durant la période de tension haute.


Abstract
Hot carrier degradation induced during AC-stressing of NMOS transistors is evaluated using the charge pumping technique and the results are compared with those from DC-stress. Besides a degradation component that is only dependent on stress time, an additional component is observed that is proportional to the number of applied pulses (frequency * time). A strong dependency of the degradation on the shape of the gate pulse is demonstrated. The falling edge of the gate pulse is shown to be much more important than the rising edge and the width of the gate pulse determines the amount of compensation of the trapped positive charge by injected electrons.