65nm FDSOIプロセスのリングオシレータを用いた300日以上のBTI超長期測定でのばらつきの原因の考察

• Item type: Symposium(1)
• 公開日: 2024-08-21
• タイトル: 65nm FDSOIプロセスのリングオシレータを用いた300日以上のBTI超長期測定でのばらつきの原因の考察
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Consideration of the Causes of Variation in Ultra-Long Term BTI Measurements Over 300 Days Using a Ring Oscillator in a 65nm FDSOI Process
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 信頼性
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
• 資源タイプ: conference paper
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属: 富山県立大学工学部電気電子工学科
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electrical and Electronic Engineering Faculty of Engineering, Toyama Prefectural University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者名: 木下, 友晴; 岸田, 亮; 小林, 和淑
• 著者名(英): Tomoharu, Kishita; Ryo, Kishida; Kazutoshi, Kobayashi
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 集積回路の微細化によってトランジスタの経年劣化現象の 1 つである BTI (Bias Temperature Instability) が顕在化している．65 nm FDSOI (Fully Depleted Silicon on Insulator)プロセスで試作した BTI 評価用リングオシレータ (RO) を用いて，BTI による長期間の経年劣化現象の実測評価を行った．評価回路は NBTI 発生型，NBT I抑制型，PBTI 発生型，PBTI 抑制型 RO の 4 種類がそれぞれ 840 個ずつ搭載されている．本研究は，300 日以上の長期間での BTI による劣化傾向が，一般的に行われる BTI の加速試験での 1 万秒未満の短期間の劣化傾向と比較することが目的である．実測結果から，長期間の BTI による劣化は，BTI 発生型 RO では短期間加速試験と同様に劣化し，短期間の劣化から予測できる劣化傾向を持つ．一方，BTI 抑制型 RO でも劣化が見られ，差分による環境変動の除去が困難となった．測定では 10 万秒以降，840 個の RO の発振周波数と標準偏差に変動がみられ，発振周波数と標準偏差に平均して相関係数が 0.91 と非常に高い相関を持つ．分布の時間変化は，分布の幅が拡大，縮小するように変化するため，環境変動ではないことが明らかである．正規分布の歪度と尖度の分布の時間変化が，時間が進むにつれて正規分布に近い分布が一様分布に近づくことが示された．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: Aging degradation are becoming dominant on integrated circuits. Using ring oscillators (RO) for BTI evaluation fabricated in a 65-nm FDSOI process, we conduct an actual measurement and evaluation of long-term BTI induced aging degradation phenomena. Four types of ROs, NBTI-dominant type, NBTI-suppressed type, PBTI-dominant type, and PBTI-suppressed type RO, are integrated on the chip. 840 ROs are embedded for each type of ROs. The goal of this study is to compare the long-term degradation trends of BTI with the short-term degradation trends of BTI in a conventional accelerated test. Based on the measurement results, BTI-induced degradation over the long term is the same tendency as that over the short term in the BTI-generating RO, and has a predictable degradation trend based on the short term degradation. On the other hand, BTI-induced degradation is also observed in the BTI-suppressed RO, making it difficult to remove environmental fluctuations by taking differences. In the measurement, oscillation frequencies and standard deviations of 840 ROs fluctuated after 100 ks. The correlation coefficient between oscillation frequencies and standard deviations is on average 0.91, which is very high. It is clear that the temporal changes in the distribution are not environmental variations, since the width of the distribution changes as it expands and contracts. The skewness and kurtosis of the normal distribution showed that the near-normal distribution approaches a uniform distribution as time progresses.
• 書誌情報: DAシンポジウム2024論文集; 巻 2024, p. 92-99, 発行日 2024-08-21
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会