Fiabilitat de l'òxid de porta de dispositius MOS: efectes en el funcionament de dispositius i circuits

L'objectiu principal del projecte que es proposa és analitzar l'efecte que la degradació i ruptura dielèctrica de l'òxid de porta (SiO2) té en el funcionament dels dispositius i circuits microelectrònics. El projecte se situa en un context que la fiabilitat de l'òxid de porta s'ha convertit en un factor limitant del futur escalat de la tecnologia microelectrònica en la seva forma actual. Resultats molt recents han mostrat que la fallada de l'òxid de porta pot no suposar la fallada del dispositiu ni del circuit que s'inclou, pel que s'ha apuntat que les especificacions de fiabilitat imposades per a l'òxid de porta poden ser massa restrictives. Es requereix, d'aquesta manera, conèixer com és la susceptibilitat real dels circuits a la fallada de l'òxid. En el projecte es pretén analitzar aquesta susceptibilitat, tant a nivell de dispositiu com a nivell circuital. Quant al dispositiu, s'analitzarà com afecta la ruptura als seus paràmetres circuitals, amb la finalitat de desenvolupar models implementables en un simulador. Cap tenir en compte que la caracterització necessària per a obtenir aquests paràmetres deurà realitzar-se en condicions el més properes possible a les condicions d'operació dels dispositius en els circuits. A nivell de circuit, es caracteritzarà l'efecte de la ruptura en el seu funcionament i se simularà després d'haver inclòs els models de ruptura de l'òxid desenvolupats a partir de la caracterització de dispositius. La comparança dels resultats d'ambdós processos servirà per a validar i depurar els models així desenvolupats. La disponibilitat de models per a la fallada del dispositiu implementables en un simulador, que puguin utilitzar els dissenyadors de circuits, pot suposar el desenvolupament de circuits tolerants a fallades, el que pot allargar la vida de l'òxid de silici com dielèctric de porta de les tecnologies CMOS.