如何测量CMOS偏置温度不稳定性

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以最小恢复量测量偏置温度不稳定性引起的性能退化

要表征偏压温度不稳定性(BTI),需要对金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)施加电应力,并周期性地测量器件特性的变化。负偏压温度不稳定性(NBTI)主要影响在负栅极偏压下的PMOS器件,而正偏压温度不稳定性(PBTI)则可通过相应的应力条件进行评估。测量通常是跟踪阈值电压或漏极电流随累积应力时间的变化情况。

“应力-测量-应力”序列首先确定器件的电流-电压特性,施加选定的应力,然后进行周期性的点测或扫描测量。测量间隔必须很短,因为一旦去除应力,器件可能会开始恢复,从而可能导致测得的退化程度降低。还可以施加直流和交流应力并进行比较,以表征器件在不同工作条件下的行为。

快速偏置温度不稳定性测试解决方案

偏置温度不稳定性(BTI)测试需要在施加受控电应力时,将应力消除与器件测量之间的时间间隔缩短到最低限度。是德科技半导体器件分析仪支持利用源/监视单元及其波形发生器/快速测量单元(WGFMU)进行 BTI 测试。 WGFMU 将任意线性波形生成与超快电流-电压测量相结合,可施加直流和交流应力。它支持“施加应力-测量-施加应力”的测试模式,将应力中断时间降至最低,并能执行点测量和扫描测量。EasyEXPERT 包含 BTI 应用测试,以及采用电流采样和漏极电流-栅极电压测量方法的专用快速 BTI 测试。

参见快速偏置温度不稳定性测试解决方案的框图

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