1 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

2 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: t estrés + t medida t estrés t medida t Stand by Tiempo Disp 1 Disp 2 Disp 3 Disp 4 + (N-1)·t Stand By Estimación: se tarda 22h para medir 4000 dispositivos en condiciones usuales de degradación. MUY IMPORTANTE: Los tiempos t estres, t medida y tstand by deben ser IGUALES en todos los DUTS

3 V es_G V SB V es_D V me_G V me_D Módulo Ultra-fast Medida de corriente Lógica Selección DUT Lógica Selección Modo Celda propuesta: DUT = pMOS o NMOS. Debe tenerse en cuenta en la polaridad de las tensiones V es_G, V es_D >V operacion

4 V es_G V SB V es_D V me_G V me_D Módulo Ultra-fast Medida de corriente Lógica Selección DUT Lógica Selección Modo Celda propuesta: Modo estrés

5 V es_G V SB V es_D V me_G V me_D Módulo Ultra-fast Medida de corriente Lógica Selección DUT Lógica Selección Modo Celda propuesta: Modo medida Seleccionable V SB idealmente alta impedancia

6 V es_G V SB V es_D V me_G V me_D Módulo Ultra-fast Medida de corriente Lógica Selección DUT Lógica Selección Modo Celda propuesta: Modo Stand by

7 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 ??

8 Módulo Ultra-fast SMU Osciloscopio t_adquisición (100μs) t_adquisición (100ms) 0V 1V 50mV Medida de ID-VG sin degradar (t_estrés = 0) Seleccionable

9 Módulo Ultra-fast SMU Osciloscopio t_adquisición (100μs) t_adquisición (100ms) 0.5V 50mV Medida de RTN (t_estrés = 0) Seleccionable

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12 FPGA Instrumentos: SPA, Generador de pulsos… Timming Lista de DUTs Líneas de tensión Líneas de selección Caracterización de transistores