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