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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 dispositivo
3) Modo Stand By -> El dispositivo está desconectado
Tiempo requerido para
caracterizar un chip:
testrés
tmedida
Disp 1
testrés + tmedida + (N-1)·tStand By
tStand by
Disp 2
Estimación: se tarda 22h para medir 4000
dispositivos en condiciones usuales de
degradación.
Disp 3
Disp 4
Tiempo
MUY IMPORTANTE: Los tiempos testres, tmedida y tstand by deben ser IGUALES en todos los DUTS
Celda propuesta:
Ves_G
Ves_D
Vme_G
Vme_D
VSB
Módulo
Ultra-fast
Lógica
Selección
DUT
Medida de
corriente
Lógica
Selección
Modo
DUT = pMOS o NMOS. Debe tenerse en cuenta en la polaridad de las tensiones
Ves_G , Ves_D >Voperacion
Celda propuesta: Modo estrés
Ves_G
Ves_D
Vme_G
Vme_D
VSB
Módulo
Ultra-fast
Lógica
Selección
DUT
Lógica
Selección
Modo
Medida de
corriente
Celda propuesta: Modo medida
Ves_G
Ves_D
Vme_G
Vme_D
VSB
Módulo
Ultra-fast
Lógica
Selección
DUT
Medida de
corriente
Lógica
Selección
Modo
Seleccionable
VSB idealmente alta impedancia
Celda propuesta: Modo Stand by
Ves_G
Ves_D
Vme_G
Vme_D
VSB
Módulo
Ultra-fast
Lógica
Selección
DUT
Lógica
Selección
Modo
Medida de
corriente
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 ??
...
Medida de ID-VG sin degradar (t_estrés = 0)
1V
0V
50mV
Módulo
Ultra-fast
Osciloscopio
t_adquisición (100μs)
SMU
Seleccionable
t_adquisición (100ms)
Medida de RTN (t_estrés = 0)
0.5V
50mV
Módulo
Ultra-fast
Osciloscopio
t_adquisición (100μs)
SMU
Seleccionable
t_adquisición (100ms)
Seleccionable
Seleccionable
Instrumentos: SPA,
Generador de pulsos…
FPGA
Timming
Lista de
DUTs
Caracterización
de transistores