负偏压温度不稳定性NBTI.docx

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负偏压温度不稳定性NBTI

负偏压温度不稳定性--NBTI

搞CMOS的应该了解一个叫做NBTI的东西，即负偏压温度不稳定性，它指的是PMOS，其实还有PBTI，这个要到几十纳米工艺才会涉及到，暂时先不做介绍，今天我们介绍一下NBTI的一些知识，以及测量方法，后面的物理机制以及电路问题和影响因素我们后面再介绍。

我们先概述一下NBTI，看下面图片

NBTI应力引起器件退化，见下图

NBTI应力条件,也就是器件正常的工作条件下就会产生NBTI应力

栅氧厚度越薄，NBTI越严重，器件寿命受限

NBTI相关：

NBTI其实发现的非常早，通过固定电荷和界面态的产生而发现的

NBTI可以通过Dit和Not增加来判断

MOSFET特性也会因为NBTI而发生变化，即导致迁移率降低，VT增加，Id降低，延迟时间td增加

Vt和Gm在NBTI下变大

测量延迟问题：

延迟越大，VTsihft越大

Vg给脉冲时，Id也会产生脉冲式降低

比较：

比传统方法变化更剧烈，NBTI对VT的影响更明显，更容易获得显著的数值变化

迁移率的影响

理论分析：

一步步推导出迁移率降低导致Id降低

NBTI下对Gm的测量

再看一下实际VT变化量的计算

如果假设Gm恒定，则会带来误差

NBTI导致Vth偏移，进而导致迁移率增加

实际操作过程中的问题：

公式计算的Id退化量过大，通常实际测量值会小于10%

看一下Id退化量的测试结果

分析：

通过测量固定正电荷陷阱和可充放陷阱来判断NBTI程度

快速测量方法：

PMOS的VT随时间降低

今天就先介绍这些关于NBTI的相关知识，图片比较多，可以先大概看看，有个定性的认识，后面再从机理方面讨论NBTI发生的根本原因。

无论各位以后工作用得上NBTI与否，这个知识点还是要了解的，多学点东西还是有用的，做好准备，以后再面对更复杂的工作时才能游刃有余。