Wat is NBTI?

Degradatieverschijnsel waarbij de absolute waarde van de drempelspanning geleidelijk toeneemt als een negatieve spanning op de gate van een pMOS staat bij hoge temperatuur.

Japanse benaming: NBTI

“NBTI” komt voor in 5 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Betrouwbaarheid, MOSFET.

Vakgebied: Betrouwbaarheid

Nu oefenen: vragen over NBTI

Welk verschijnsel is het waarbij door een sterk elektrisch veld op de overlap van gate en drain een band-naar-band-tunnelstroom loopt en de lekstroom in de uit-toestand toeneemt?

  1. ADIBL
  2. BNBTI
  3. CGIDL (gate-induced drain leakage)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. GIDL (gate-induced drain leakage)

Ook als de transistor uit is, wordt de band bij een grote spanning tussen gate en drain nabij de gaterand van de drain sterk gebogen en loopt er stroom door band-naar-band-tunneling. Dit is GIDL, en kenmerkend is dat het toeneemt naarmate de gatespanning negatiever wordt. Het is een probleem bij elementen waarvan de lek extreem klein moet zijn, zoals de celtransistor van DRAM, en wordt onderdrukt via het ontwerp van concentratie en veld aan de drainrand. DIBL is verlaging van de drempel door de drainspanning en NBTI is degradatie van de pMOS.

Welk degradatieverschijnsel is het, waarbij de absolute waarde van de drempelspanning geleidelijk toeneemt als een negatieve gatespanning en hoge temperatuur voortdurend op een pMOS-transistor worden aangelegd?

  1. ANBTI
  2. BElektromigratie
  3. CESD
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. NBTI

NBTI (Negative Bias Temperature Instability) is een degradatie waarbij door een negatieve gatespanning en hoge temperatuur op een pMOS de Si-H-bindingen aan het Si/SiO2-grensvlak breken en grensvlaktoestanden toenemen, en ook positieve lading in de isolerende laag wordt opgeslagen, zodat de absolute waarde van de drempelspanning groter wordt. Omdat de werkingssnelheid van de schakeling over jaren geleidelijk daalt, wordt in het ontwerp rekening gehouden met een marge voor de degradatie. Kenmerkend is ook dat een deel herstelt als de belasting wordt weggenomen.

“NBTI” in de toelichting

Vragen met “NBTI” (5)

  1. Welk verschijnsel is het waarbij door een sterk elektrisch veld op de overlap van gate en drain een band-naar-band-tunnelstroom loopt en de lekstroom in de uit-toestand toeneemt?
  2. Welk degradatieverschijnsel is het, waarbij de absolute waarde van de drempelspanning geleidelijk toeneemt als een negatieve gatespanning en hoge temperatuur voortdurend op een pMOS-transistor worden aangelegd?
  3. Welk verschijnsel is het, waarbij ladingdragers die door het sterke veld nabij de drain zijn versneld in de gate-isolator worden geïnjecteerd en de eigenschappen van de transistor verslechteren?
  4. Welke combinatie van benamingen is juist voor de ESD-testmodellen “ontlading wanneer een opgeladen persoon een IC-aansluiting aanraakt” en “ontlading wanneer de IC zelf is opgeladen en een aansluiting metaal raakt”?
  5. Hoe heet de degradatie waarbij bij een nMOS-transistor met high-k/metal gate de drempelspanning verandert als langdurig een positieve spanning en hoge temperatuur op de gate worden aangelegd?

Verwante termen

Drempelspanning (threshold voltage) Grensvlaktoestanden (interface traps) Latch-up GIDL (gate-induced drain leakage) Via DIBL LDD-structuur ESD (elektrostatische ontlading) HBM (high bandwidth memory) TDDB (time-dependent dielectric breakdown)

Naar de woordenlijst