ARRAYS DE DISPOSITIVOS PARA LA CARACTERIZACIÓN ESTADÍSTICA DE LOS
MECANISMOS DE ENVEJECIMIENTO
Primera propuesta de Array a desarrollar
M. Nafría y J. Martín . Noviembre 2014
Cada dispositivo puede estar polarizado en tres modos diferentes: 1) Modo estrés-> Se están aplicando tensiones altas. El DUT se degrada.2) Modo medida-> Se miden las características del dispositivo3) Modo Stand By -> El dispositivo está desconectado
Tiempo requerido para caracterizar un chip:
testrés + tmedida
testréstmedida
tStand by
Tiempo
Disp 1
Disp 2
Disp 3
Disp 4
+ (N-1)·tStand ByEstimación: se tarda 22h para medir 4000 dispositivos en condiciones usuales de degradación.
MUY IMPORTANTE: Los tiempos testres, tmedida y tstand by deben ser IGUALES en todos los DUTS
Ves_G
VSB
Ves_DVme_GVme_D
Módulo Ultra-fast
Medida de corriente
LógicaSelección
DUT
LógicaSelección
Modo
Celda propuesta:
DUT = pMOS o NMOS. Debe tenerse en cuenta en la polaridad de las tensiones
Ves_G , Ves_D >Voperacion
Ves_G
VSB
Ves_DVme_GVme_D
Módulo Ultra-fast
Medida de corriente
LógicaSelección
DUT
LógicaSelección
Modo
Celda propuesta: Modo estrés
Ves_G
VSB
Ves_DVme_GVme_D
Módulo Ultra-fast
Medida de corriente
LógicaSelección
DUT
LógicaSelección
Modo
Celda propuesta: Modo medida
Seleccionable
VSB idealmente alta impedancia
Ves_G
VSB
Ves_DVme_GVme_D
Módulo Ultra-fast
Medida de corriente
LógicaSelección
DUT
LógicaSelección
Modo
Celda propuesta: Modo Stand by
Con esta idea podríamos medir:Características de dispositivos sin degradar (time-zero variability)
Random Telegraph Noise
Degradación por HCI y NBTI (pMOS)
Degradación por HCI y PBTI (nMOS)
A discutir:Problemas con IR drops?Alternativas para medir la corriente de drenador?
...
Como evitar degradación de elementos auxiliares (no DUTs)
División del array en bloques ??
Módulo Ultra-fast
SMU
Osciloscopio
t_adquisición (100μs)
t_adquisición (100ms)
0V1V
50mV
Medida de ID-VG sin degradar (t_estrés = 0)
Seleccionable
Módulo Ultra-fast
SMU
Osciloscopio
t_adquisición (100μs)
t_adquisición (100ms)
0.5V
50mV
Medida de RTN (t_estrés = 0)
Seleccionable
SeleccionableSeleccionable
FPGA
Instrumentos: SPA, Generador de pulsos…
Timming
Lista de DUTs
Líneas de tensiónLíneas d
e selección
Caracterización de transistores
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