- 15 - 62416@CEI:2010 DISPOSITIFSASEMICONDUCTEURS ESSAIDEPORTEURCHAUDSURLESTRANSISTORSMOS 1 Domaine d'application La présente norme decrit I'essai de porteur chaud au niveau de la plaquette sur les transistors NMOS et PMOS. Cet essai est destine a determiner si les transistors individuels sont conformes a la duree de vie exigee du porteur chaud dans un processus (C)Mos donne. 2 Abréviationset symboles litteraux HEAIARAREDYBOOK SPLYBUREAU Dans leprésentdocument, les abreviations et symboles litteraux suivants s'appliquent: MOS Semiconducteura oxyde metallique NMOS Silicium a oxyde métallique de type N PMOS Silicium a oxyde metallique de type P (C)MOS Silicium a oxyde complementaire Mos L [μum] longueur de la grille en polysilicium du transistor Mos 3 W [μm] largeur de la grille en polysilicium du transistorMos Lnominal [μm] L minimale autorisee parles regles de conception du processus Wnominal [μum] Wminimaleautoriseeparles regles de conception duprocessus Vgs [V] tensiongrille-source du transistor Mos Vds [V] tension drain-source du transistor Mos Vbs [V] tension substrat-source du transistor Mos Ids [μA] courant drain-source du transistor Mos b [μA] courant du substrat dutransistor Mos 'g [nA] courant de grille du transistor MoS Vgs,contrainte [V] condition de polarisation Vgs au cours de la contrainte du porteur chaud Vds,contrainte [V] condition de polarisation Vds au cours de la contrainte du porteur chaud Vds,uti_max [V] Vds maximale autorisée par les regles de conception du processus comme indique dans le manuel de conception Vds.claquage [V] Vds a laquelle les courants d'avalanche ou de pénetration deviennent dominants; définie comme valeur Vds a laquelle Ids= 1,5 × (lds a Vt [V] tension de seuil du transistor Mos definie comme tension Vgs a laquelle lds= 0,01 × W /L [μA]. D'autres definitions (generalement acceptees) de Vt sont aussi autorisees tant que les informations sont clairement consignees. 9m [μA/] transconductance du transistor Mos 9m,max [μA/V] transconductancemaximale dutransistorMos Ids,sat [μA] courant drain-source saturée a Vas= Vds= Vds,uti_,max; Ids,sat_direct mesure avec une source et un drain ayant la meme polarite que pendant inversee par rapport a la contrainte L( MOST) longueur du carré du transistorMos (L=W) 62416@CEI:2010 16 9m,max ( MOST) 9m,max du carré du transistor Mos (L = W) t[s] duree de vie du transistor MOS Leff[μm] longueur du canal électrique efficace du transistor MoS;Leff pour une valeur L donnee est determine en utilisant la valeur gm,max d'un transistor Mos a grand ‘carré ()' avec W= L >> Lnominal. 3 Structures d'essai Pour I'évaluation de la vulnerabilite a la degradation du porteur chaud d'une technologie, il suivantes sont recommandees lorsqu'il est necessaire d'extrapoler la duree de vie par rapport W. Les grilles et les sources des transistors peuvent etre combinees pour reduire le nombre de plotsdeconnexionexigepourcesstructuresd'essai. ON 1 < 1μm et 20μm pour Lnominal ≥ 1μm.Un CONLI I'occurrence des effets de 'largeur étroite'potentiels. lldoitétreplacerle transistornominalsurlaplaquetteselondifferentesorientations(par dus a I'implantation des ions. Duree de contrainte Normalement 40 000 s (une nuit), dans certains cas a ‘basse tension' 200 000 s (1 week- end); points de lecture a espacement logarithmique (au moins 3 par decade).ll doit étre choisir les durées de contrainte de maniere a ce que la degradation depasse au moins 2o % de la valeur maximale pour le critere de defaillance selectionne (voir I'Article 8). 5 Conditions de contrainte Vds,contrainte_max < Vds,claquage. Vbs = 0 V. Les transistors NMos subissent des contraintes aux conditions maximales du courant du substrat. Géneralement, le courantmaximal du substrat apparait a environ: Vgs,contrainte = Vds,contrainte / 2 V- 0,5 V (1) Si tel n'est pas le cas pour une technologie donnee, il doit étre déterminer la valeur appropriée gs,contrainte par des mesures du courant du substrat. Pour les transistors submicronique