Wie Alterungsmodelle für integrierte Transistoren die Entwicklung zuverlässiger Systeme unterstützen
Alternative
How degradation models of integrated transistors support the development of reliable electronic systems
Abstract
Zuverlässige Systeme können nur aus zuverlässigen Komponenten aufgebaut werden. Deshalb ist die Langlebigkeit auch im Entwurf integrierter Schaltkreise (ICs) eine Anforderung mit wachsender Bedeutung trotz steigendem Kostendruck. Transistoren, die wesentlichen Bausteine von ICs, werden von verschiedenen Degradationsmechanismen beeinflusst. Deren Auswirkungen auf das Verhalten von Schaltungen können durch Alterungssimulationen während der Entwurfsphase, also vor der Fertigung, untersucht werden. Dieser Beitrag stellt die Simulationsmethodik und die Degradationsmechanismen integrierter Transistoren vor und leitet auf Alterungsmodelle über. Lösungsmöglichkeiten, Anforderungen, erforderliche Messungen, Modellparametrisierung sowie Anknüpfungspunkte zur Zuverlässigkeitsbewertung in anderen Fachgebieten, zum Beispiel im Maschinenbau, werden vorgestellt und ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten gegeben.
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Reliable systems can only be realized with reliable components. Thus, reliability has become a requirement in integrated circuit (IC) design as well. Its importance has been rising despite the pressure for cost efficiency. Transistors, the major components of ICs, are affected by multiple degradation mechanisms. Their impact on circuit performance can be virtually investigated by aging simulations in the design phase already, that is before manufacturing. This article introduces the physical mechanisms and the aging simulation methodology. It leads over to the required degradation models and discusses current solution approaches as well as potential future directions with respect to requirements, characterization procedures, parameter extraction, and links to reliability considerations in other disciplines, such as mechanical engineering.
