基于纳米级CMOS环振荡器的统计随机电报噪声分析中的偏差依赖性
Semih Ramazanoglu1, Alicja Michalowska-Forsyth1, Bernd Deutschmann1
1Institute of Electronics (IFE), Graz University of Technology, Inffeldgasse 12/I, 8010 Graz, Austria.
概括
随机电报噪声 (RTN) 显著影响纳米级互补金属氧化物半导体 (CMOS) 设备. 这项研究使用环振荡器在40nm CMOS中描述RTN,揭示了其在各种供应电压上的振幅和频率行为.
科学领域:
- 半导体设备物理 半导体设备物理
- 可靠性工程可靠性工程
- 纳米电子产品的电子产品
背景情况:
- 随机电报噪声 (RTN) 是先进的纳米级互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的关键可靠性问题.
- 了解RTN对于确保集成电路的长期性能和稳定性至关重要.
研究的目的:
- 在40nmCMOS技术中描述RTN的时间和光谱特性.
- 在不同供应电压下统计分析RTN振幅和频率行为.
- 提取RTN的捕获和发射时间常数.
主要方法:
- 使用环振荡器 (ROSC) 进行RTN表征.
- 采用128个相同的ROSC单元格的数组进行全面测量.
- 在0.5V至0.7V的供应电压范围内进行测量.
主要成果:
- 在60%的0.65V供应电池中确定了占主导地位的RTN振幅 (>0.37%).
- 从统计学上描述RTN振幅强度和频率行为.
- 提取的RTN捕获和发射时间常数范围从0.2μs到10ms.
结论:
- 在40nm CMOS 技术中,RTN 是一个普遍的现象,影响了相当一部分设备.
- 该研究提供了关于RTN特征的有价值的统计数据,对于可靠性建模至关重要.
- 提取的时间常数为这些设备中RTN的物理机制提供了洞察力.
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