Старение транзисторов - Transistor aging

Старение транзисторов (иногда называют старение кремния) - это процесс кремний транзисторы со временем в процессе использования возникают дефекты, снижающие производительность и надежность, а в конечном итоге и вовсе выходящие из строя. Производители компенсировать это (а также производственные дефекты) за счет более медленной работы микросхем. скорости чем они изначально способны.

Причины

Основные причины старения транзисторов в МОП-транзисторы находятся электромиграция и улавливание заряда.

Электромиграция это движение ионы вызванный импульс от передачи электроны в дирижере. Это приводит к ухудшению качества материала, вызывая периодические сбои, которые очень трудно диагностировать, и, в конечном итоге, выход из строя.

Улавливание заряда связано с пробой оксида затвора, зависящий от времени, и проявляется как увеличение сопротивления и пороговое напряжение (напряжение, необходимое для работы транзистора), и уменьшение тока стока. Это со временем ухудшает производительность чипа, пока в конечном итоге не упадут пороговые значения. Улавливание заряда происходит несколькими способами:

  • Введение горячего носителя (HCI) - это место, где электроны получают достаточно энергии, чтобы проникать в оксид, попадая в ловушку и, возможно, повреждая его.
  • Случайный телеграфный шум (RTN) также может возникнуть, когда ток стока колеблется между несколькими дискретными уровнями и ухудшается с повышением температуры.
  • Нестабильность температуры смещения (BTI) - это место, где заряд проникает в оксид, когда ток подается на затвор, даже если ток не течет через транзистор. Когда ток снимается с ворот, заряды постепенно разряжаются между миллисекундами или часами.

Улавливание заряда определялось Джон Седон и Тинг Л. Чу, чтобы быть жизнеспособным средством хранения цифровой информации, и был развит в технологии флэш-памяти SONOS, MirrorBit и 3D NAND.

Смотрите также

Рекомендации

  • Кин, Джон; Ким, Крис Х (25 апреля 2011 г.). «Старение транзисторов». IEEE Spectrum. Получено 21 июн 2020.
  • Сгуинья, Алан (25 августа 2013 г.). «Старение кремния и целостность сигнала». АКТИВ InterTech. Получено 21 июн 2020.