信頼性モデリングの概要

トランジスタの劣化

現在あらゆる半導体分野で用いられているMOSトランジスタは、使用中に特性が劣化することが広く知られています。CHC(Chanel Hot Carrier)やDAHC(Drain Avalanche Hot Carrier)、BTI(Bias Temperature Instability)等のメカニズムで、VT増加、ID減少等の現象として特性が劣化します。
これまでは、ロジックのタイミングマージンに劣化分を入れる、クロック波形鈍りへの規制を加える、劣化が起きやすいバイアス条件にあるトランジタのLを太らせる、等の対策が取られてきましたが、チップの設計寿命を知るには不十分でした。

エージングシミュレーションの概要

各EDAベンダは各社独自の劣化モデルを有しており、モーデックでも独自のモデルをリリースしています。
各EDAベンダがリリースしているSPICE系のシミュレータ(例えばCadence社Spectre、Mentor社Eldo、Synopsys社HSPICE)は、任意の回路をTransientシミュレーションした際に、回路中の各トランジスタのストレス条件(バイアス条件、時間)を計算します。その結果に応じて、各社独自の劣化モデルを使い、各トランジスタのSPICEパラメータを別々に劣化させます。これにより、回路設計者が指定する任意の経過時間後(例えば5年後)の回路特性をシミュレーションすることが可能になります。

信頼性モデリングサービス

モーデックの信頼性モデリングサービスは、特性劣化をシミュレーションするための劣化モデルをご提供します。

対応デバイス、モデル、シミュレータ

デバイス
  • CMOS
  • HVMOS
  • LDMOS
劣化モード
  • DAHC
  • CHC
  • BTI
MOSFET
コンパクトモデル
  • BSIM3
  • BSIM4
  • HiSIM-HV
シミュレータ
  • Eldo®
  • Spectre®
  • HSPICE®

 

関連ソフトウェア

X-degner

シミュレーション例

特性変動率のゲート電圧依存シミュレーション

Ring Oscillator の発振波形の劣化シミュレーション

ディバイダ回路の劣化シミュレーション

関連ページ

X-degner