مدل سازى مکانیزم های پیرشدگی برای ترانزیستورهای فین فت

طبق پیش بینی مور در سال 1965 بعد از گذشت هر هجده ماه تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه دو برابر می شود. این پیش بینی با کوچک کردن ابعاد ترانزیستور محقق شد. این امر منجر به افزایش عملکرد و سرعت افزاره ها و رشد پردازنده ها شده است. از طرف دیگر با کوچک شدن ابعاد ترانزیستورها و حرکت به سمت تکنولوژی های نانومتری بروز مشکلات جدیدی عملکرد سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. از جمله این مشکلات می توان نوسانات فرآیند، خطاهای نرم و پیرشدگی را نام برد. از آنجا که نوسانات پیرشدگی در اثر کارکرد تراشه و افزایش دمای آن است، بنابراین می توان با طراحی مناسب به نحوی اثر آن را کم کرد. از مهم ترین عوامل موثر در پدیده پیرشدگی می توان به کوچک شدن تکنولوژی ساخت و افزایش دما در سطح تراشه به دلیل افزایش تعداد ترانزیستورها اشاره کرد. از آنجایی که اثرات پیرشدگی و نوسانات ساخت برخلاف خطاهای نرم در تراشه باقی می مانند و بخش عمده ای از آن ها قابل ترمیم و بازیابی نیست، وقوع این پدیده ها قابلیت اطمینان تراشه را با چالش جدی روبرو می کند. مکانیزم های غالب پدیده پیرشدگی ناپایداری حرارتی بایاس، شکست وابسته به زمان، اثر حامل داغ و مهاجرت الکتریکی هستند. تمامی مدل های مکانیزم پیرشدگی وابسته به تکنولوژی است. پارامترهای تکنولوژی که تاکنون استخراج شده همه مربوط به تکنولوژی سی- موس بوده و اکثرا برای طول گیت بزرگ تر از 32 نانومتر بوده است. در حالی که تکنولوژی به سمت استفاده از فین فت در ابعاد زیر 20 نانومتر حرکت کرده است. در این مقاله پس از مطالعه مکانیزم های مختلف پیرشدگی برای تکنولوژی 14 نانومتر فین فت مدل مداری ناپایداری حرارتی بایاس و شکست وابسته به زمان استخراج شده و اثر این عوامل بر عملکرد ترانزیستور مطالعه می شود. علاوه بر این برای داشتن دید درستی از طول عمر یک افزاره اثر پیرشدگی به طور همزمان با نوسانات ساخت بررسی خواهد شد.