设计指南浅槽隔离热应力最小化
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浅槽隔离(STI)是什么?
如何在制造晶体管STI产生热应力。
热应力的影响。
设计指导方针帮助最小化STI产生热应力。
硅晶圆的放大视图
生命被拯救的数量由于过去几十年的疫苗和药物的进步是不可估量的。然而,有一种药物的情况可以非常有效地解决一个问题并创建一个不同的一个。例如,药物薄血是非常成功的在预防血液凝块,可以导致严重的心脏病。
然而,薄血会让你更容易出血后迅速减少或其他严重的病变。很多时候,这些副作用的唯一选择是另一种治疗方案的消除或控制更危险的疾病必须顺利地解决。
类似的情况是由一个不受欢迎的问题在构建ICs解决一个更重要的存在,尤其是在纳米水平。对于许多ICs,有大量的晶体管和在这些设备中,有地区硅(Si),含有二氧化硅的较小的地区由一个过程称为浅槽隔离(STI)。
这个制造的副作用是不同的热膨胀系数(cte)可能存在硅与二氧化硅之间的区域。这浅槽隔离热应力可以产生负面影响晶体管的电路性能。让我们更深入地探索这一过程,并看看能做些什么在设计降低电路的降解行为。
浅槽隔离(STI)是什么?
STI的例子如下图所示。
浅槽隔离在CMOS晶体管
如图所示在图中,STI晶体管提供了必要的隔离活跃地区。这是通过创建战壕之间的地区和填满绝缘材料,通常二氧化矽。对于许多ICs,有大量的晶体管和主要活动区材料是硅(Si),分为孤立块。在这些模块中,二氧化硅的规模小得多的STI区域。这个过程是有效的;然而,有一个意想不到的副作用。热应力。
热应力:STI的意想不到的结果
虽然实现必要的隔离,热膨胀系数的变化(ct),它定义之间的关系材料形状的变化对温度的变化,硅与二氧化硅之间的区域形成。这些差异是基于接近Si活跃地区和可以改变阈值电压和设备内的载流子迁移率。当这些参数有助于操作,电路性能的影响。
性病引起的热应力的影响
电气操作的晶体管,浅槽隔离热应力主要影响运营商的流动(电子和/或空穴)和阈值电压的变化。与其他晶体结构,如果展品压敏电阻的效果。机械应力或应变时结构的电阻变化。尽管潜在的电压保持不变,但电阻修改导致流改变电子和/或洞。阈值电压变化也煽动机械应力和应变(如感应板测试期间);然而,势改变是由于电子乐队的修改。
设计浅槽隔离热应力最小化
浅槽隔离热应力是一个晶体管晶圆制造过程的结果。虽然不可能消除影响,模型相关的电气热应力和应变的影响与应用程序可以创建这样的数学技术;如有限元分析(FEA),可以用来解决的效果。
为了弥补或减轻浅槽隔离热应力,设计参数或门水平,延迟或延迟和功率泄漏必须开发。这些可以从模型参数对应力、应变和阈值电压通过泰勒级数或其他近似方法。
集成电路设计是一个复杂的过程中等数量的内部设备或晶体管。对于复杂的组件,这些组件可能向上成千上万的晶体管或更多,需要先进的软件能力。这不仅包括数学方法,而且热和3 d分析在IC和董事会层面,如下所示。
董事会层面3 d分析
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