Физические основы самосогласованного моделирования процессов генерации интерфейсных состояний и транспорта горячих носителей в транзисторах на базе структур металл–диэлектрик–кремний

Впервые выполнено детальное моделирование деградации, вызываемой горячими носителями, основанное на самосогласованном рассмотрении транспорта носителей и генерации дефектов на границе раздела SiO$_{2}$/Si. Данная модель апробирована с использованием деградационных данных, полученных в декананометровых $n$-канальных полевых транзисторах. Показано, что взаимное влияние двух указанных аспектов велико и их независимое моделирование влечет серьезные количественные ошибки. При вычислении функций распределения носителей по энергии учитывалась реальная зонная структура кремния и такие механизмы, как ударная ионизация, рассеяние на ионизованной примеси, а также электрон-фононные и электрон-электронные взаимодействия. На микроскопическом уровне генерация дефектов рассматривалась как суперпозиция одночастичного и многочастичного механизмов разрыва связи Si-H. Очень важным прикладным аспектом данной работы является тот факт, что наша модель позволяет надежно оценивать ресурс работы транзистора, подверженного воздействию горячих носителей.