Como medir a instabilidade de temperatura do polarizador em CMOS

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Medir a degradação causada pela instabilidade de temperatura de polarização com recuperação mínima

A caracterização da instabilidade de temperatura de polarização (BTI) requer a aplicação de estresse elétrico a um transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFET) e a medição periódica das variações nas características do dispositivo. A instabilidade de temperatura de polarização negativa (NBTI) afeta principalmente os dispositivos PMOS sob polarização negativa da porta, enquanto a instabilidade de temperatura de polarização positiva (PBTI) pode ser avaliada utilizando as condições de estresse correspondentes. As medições geralmente acompanham a tensão de limiar ou a corrente de dreno em função do tempo de estresse acumulado.

Uma sequência de “tensão-medição-tensão” primeiro estabelece as características de corrente-tensão do dispositivo, aplica a tensão selecionada e, em seguida, realiza medições periódicas pontuais ou de varredura. Os intervalos de medição devem ser curtos, pois o dispositivo pode começar a se recuperar quando a tensão é removida, o que pode reduzir a degradação medida. Também é possível aplicar tensões de corrente contínua e alternada e compará-las para caracterizar o comportamento do dispositivo sob diferentes condições operacionais.

Solução rápida para o teste de instabilidade de temperatura de polarização

Os testes de instabilidade de temperatura de polarização (BTI) exigem a aplicação de uma tensão elétrica controlada, minimizando o tempo entre a remoção da tensão e a medição do dispositivo. O Analisador de Dispositivos Semicondutores da Keysight oferece suporte a testes de BTI utilizando unidades de fonte/monitor e seu gerador de formas de onda/unidade de medição rápida (WGFMU). A WGFMU combina a geração de formas de onda lineares arbitrárias com medição ultrarrápida de corrente-tensão, permitindo a aplicação de tensão tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Ela suporta testes do tipo “tensão-medição-tensão” com interrupção mínima da tensão e pode realizar medições pontuais e de varredura. O EasyEXPERT inclui testes de aplicação de BTI, bem como testes rápidos dedicados de BTI utilizando métodos de amostragem de corrente e medição de corrente de dreno em função da tensão de porta.
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Veja o diagrama de blocos da solução para o teste rápido de instabilidade de temperatura de polarização

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