Hot-Carrier acceleration factors for low power management in DC-AC stressed 40nm NMOS node at high temperature

Bravaix, A.; Guérin, C.; Huard, V.; Roy, D.; Roux, J.; Vincent, Emmanuel

doi:10.1109/irps.2009.5173308

Cited by 127 publications

(112 citation statements)

References 60 publications

Supporting

Mentioning

106

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Разрыв связи происходит благодаря комбинирован-ному действию двух процессов -одночастичного и многочастичного [2,[9][10][11]. Первый из них запускается одиночным горячим носителем, который может доста-вить к интерфейсу энергию, равную энергии разрыва связи (2.6 эВ [12]) или выше.…”

Section: возможная схема возникновения дефектаunclassified

“…Данный механизм явля-ется доминантным в приборах с высокими напряжени-ями стресса/функционирования и соответствует " клас-сической" деградации, вызываемой горячими носителя-ми. Однако в декананометровых полевых транзисторах (с низкими рабочими напряжениями) концентрация го-рячих носителей низкая, поэтому доминантными ста-новятся многочастичные механизмы [2,11]. При этом бомбардировка производится несколькими " холодными" частицами, которые постепенно возбуждают связь, что в конечно итоге приводит к ее диссоциации.…”

Section: возможная схема возникновения дефектаunclassified

“…Основная при-кладная задача заключается в прогнозировании ресурса прибора именно в рабочем режиме. Проблема состо-ит в том, что при переходе от " жестких" условий воздействия на прибор к более " мягким" рабочим на-пряжениям физические механизмы, ответственные за разрушение транзистора, могут полностью изменить-ся [1][2][3], тем самым делая взятую за основу фе-номенологическую/эмпирическую модель несостоятель-ной. Поэтому для адекватного моделирования процес-сов деградации необходимо понимание и точное описа-ние физических механизмов, соответствующих реально-му режиму.…”

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

Физические Основы Самосогласованного Моделирования Процессов Генерации Интерфейсных Состояний И Транспорта Горячих Носителей В Транзисторах На Базе Структур Металл-Диэлектрик-Кремний

Тягинов¹,

Makarov

Jech

et al. 2018

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

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 су-перпозиция 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. ВведениеНа границе раздела диэлектрик/кремний полевого МДП транзистора (МДП -металл−диэлектрик−полу-проводник) всегда присутствуют поверхностные состоя-ния, которые могут формировать заряженные дефекты. Присутствие подобных дефектов приводит к локальным искажениям электростатики прибора, что проявляется, например, в сдвиге порогового напряжения полевого транзистора. Они также влияют на перенос электронов в приграничном индуцированном канале.Поверхностная концентрация ловушек (N it ) может меняться со временем в зависимости от условий ис-пользования транзистора. При этом эволюция плотно-сти N it определяет эволюцию (деградацию) характе-ристик прибора. Обычно в экспериментах по дегра-дации используются более высокие (по сравнению с рабочими) напряжения и температуры. Основная при-кладная задача заключается в прогнозировании ресурса прибора именно в рабочем режиме. Проблема состо-ит в том, что при переходе от " жестких" условий воздействия на прибор к более " мягким" рабочим на-пряжениям физические механизмы, ответственные за разрушение транзистора, могут полностью изменить-ся [1-3], тем самым делая взятую за основу фе-номенологическую/эмпирическую модель несостоятель-ной. Поэтому для адекватного моделирования процес-сов деградации необходимо понимание и точное описа-ние физических механизмов, соответствующих реально-му режиму.В ежегодно публикуемых прогнозах развития элек-тронной промышленности ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) задача надежности функци-онирования полупроводниковых приборов декларирует-ся как проблема первостепенной важности [4]. При этом основной режим повреждения транзисторов новых поко-лений связан с деградацией подзатворного диэлектрика, вызываемой горячими носителями. Это подтверждается, скажем, недавними исследованиями компании Intel [5,6].Настоящая работа посвящена подробному физическо-му моделированию процессов формирования интерфейс-ных ловушек в МДП структуре, выполняемому сов-местно с моделированием изменений кинетики горячих электронов в тако...

show abstract

Section: возможная схема возникновения дефектаunclassified

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Физические Основы Самосогласованного Моделирования Процессов Генерации Интерфейсных Состояний И Транспорта Горячих Носителей В Транзисторах На Базе Структур Металл-Диэлектрик-Кремний

Тягинов¹,

Makarov

Jech

et al. 2018

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Recently, newer energy-driven theories [5]- [7] have been introduced to generalize the ideas of the lucky electron model, and to explain the mechanism of carriers-induced degradation for short-channel devices at low supply voltages. These theories have been experimentally validated on nanometer-scale technologies.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…• Instead of using a simple empirical degradation model [9], or a device model assuming constant stress during transition [10], our method is built upon the newer multi-mode energy-driven degradation model [6], [7].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The impact of hot carriers on timing in large circuits

Fang

Sapatnekar

2012

17th Asia and South Pacific Design Automation Conference

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-This paper focuses on hot carrier (HC) effects in large scale digital circuits and proposes a scalable method for analyzing circuitlevel delay degradations. At the transistor level, a multi-mode energydriven model for nanometer technologies is employed. At the logic cell level, a methodology that captures the aging of a device as a sum of device age gains per signal transition is described, and the age gain is characterized using SPICE simulation. At the circuit level, the cell-level characterizations are used in conjunction with probabilistic methods to perform fast degradation analysis. The proposed analysis method is validated by Monte Carlo simulation on various benchmark circuits, and is proved to be accurate, efficient and scalable.

show abstract

Applied Engineering on Physics‐of‐Healthy and SHM of Microelectronic Equipment for Aeronautic, Space, Automotive and Transport Operations

2022

Reliability and Physics‐of‐Healthy in Mechatronics

View full text Add to dashboard Cite

Hot-Carrier acceleration factors for low power management in DC-AC stressed 40nm NMOS node at high temperature

Cited by 127 publications

References 60 publications

The impact of hot carriers on timing in large circuits

Applied Engineering on Physics‐of‐Healthy and SHM of Microelectronic Equipment for Aeronautic, Space, Automotive and Transport Operations

Contact Info

Product

Resources

About