器件退化的抑制和寿命预测

前面介绍了MOS器件的退化，我们应该能够知道器件退化的机理，记住，学什么东西都要知其然，也要之其所以然，否则遇到问题的时候就会跟没头苍蝇一样乱猜，那就效率太低了，因此，如果大家还没弄明白器件退化的机理，那么建议再多看些类似的资料，把它弄明白再进入这一章的内容，因为，今天的内容是针对器件退化而提出的抑制器件退化的方法，也就是要在原来机理充分理解的基础上，才能提出抑制方法的，这一点可以把它想象成什么呢！就是为什么人家总能走在科技的前沿，而我们为什么总是跟着人家的步伐，除了我们本身就落后之外，还有很大程度上就是我们并没有把最基础的东西吃透，从而没有办法提出改进措施，或者提出更新鲜的方案，因此，基础知识的掌握真的很重要，大家一定要重视。

好了，闲话少说，我们进入今天的内容。

器件退化的抑制方法：

1.漏端轻掺杂区：即LDD结构，大家都非常熟悉了，那么LDD的作用表现在对漏电电场的减弱作用如何呢？我们来看对比：

对比传统没有LDD结构的漏端结构，带LDD结构的漏端电场明显降低，并且最高场强点向栅氧边缘移动，从而起到削弱器件退化的作用。

2.调节沟道掺杂分布：也就是降低沟道杂质浓度，增加沟道外的杂质浓度，但如此做后，源漏横扩会相对增加，也就是导致短沟效应变重；同时提高沟道外掺杂浓度，但这种类似突变的差异很难控制。

3. 降低工作电压：我们的初衷是要等比例缩小尺寸和工作电压，但是器件尺寸缩小的速度实在是太快了，电压降低的幅度没有办法降的那么快，因此，我们会看见到现在，工作电压还是在1V附近，而器件尺寸却发展到了10nm等级。

4.N掺杂：

采用不同的N掺杂方法，会获得相对不同的抑制效果

5. F掺杂：了解一下F掺杂的优缺点

寿命预测：根据对热载流子效应影响下的作用，产生变化的参数很多，其中测量Isub和Id的变化是常用方法，还有测量VT和Gm的方法，根据各个公司的选择不同，可以选择的方案比较多，我们这里介绍Isub和Id的方法。

方法是先测量工作条件下的Isub和Id，然后利用公式推测寿命

举个例子：

测试条件：需要考虑的因素，包括DC和AC的差异，最坏应力条件的选择

占空比：

温度影响：高温降低迁移率，其实导致的损伤降低。

电感环的影响：这个是考虑互联线的电感效应

我们来看一个例子：如何计算NMOS的寿命，我们先得到Isub和Id，然后分有无电压环和不同的占空比

然后计算能量因子m

通过拟合得到m=3

把m=3带入公式，计算得到如下数据

作图如下，然后外推出寿命：

外推寿命时，根据不同条件得到不同的电压值

OK，通过测量，计算，推导，我们最终做出图，从而计算出不同条件下的七家你的寿命值，如果可以的话，也可以跟踪实际器件的使用情况，来与自己预测的寿命做一个对比，当然，这方面工作需要产品应用的配合，否则是很难实现的。

好了，今天的内容就是这些，大家多研究一下，然后应用到自己的工作中吧！