Введение

Телекоммуникационные технические средства служат для обеспечения приёма и передачи на расстояния различной информации. Интегральные схемы, лежащие в основе некоторых телекоммуникационных устройств, в свою очередь, состоят из групп МОПТ, имеющих разные размеры и электрические параметры.

Во время своей работы, телекоммуникационные ИС могут быть подвержены различным негативным внешним факторам, таким как излучение или экстремальная температура (например, приём/передача информации в самолётах и космических аппаратах, геотермальной и атомной энергетики). Для того, чтобы создать интегральную схему, стабильно работающую в подобных условиях, необходимо изучить работу МОПТ, при воздействии таких негативных факторов.

Разработка цифровых, аналоговых и смешанных аналого-цифровых схем, вынужденных работать в расширенном диапазоне высоких температур (до 300°C), предполагает использование различных специальных методов: коэффициент нулевой температуры (ZTC), смещение обратного тела, правильный выбор смещения транзистора. Однако эти механизмы не избегают внесения изменений в технологию производства. В поисках идеальной структуры схемы - варианта схемы, работающей в подобных суровых условиях, разработчики должны рассмотреть и оценить множество соображений. На каждой итерации им нужно быстро и точно получить детальную информацию о поведении компонентов схемы, что требует утомительной работы, повторяющихся измерений, обработки данных, идентификации модели SPICE, моделирования схемы - все это с учетом внешних факторов.

В научно-исследовательской лаборатории моделирования и проектирования электронных компонентов и устройств регулярно проводят измерения различных электрических характеристик МОП-транзисторов субмикронных размеров - элементов цифровых КНИ КМОП БИС. При этом измеряют сток-затворные и выходные характеристики.

На основании данных измерений затем определяют параметры схемотехнических моделей для тестовых субмикронных МОП-транзисторов либо вручную, либо с использованием системы экстракции IC-CAP. Характеристики используются для определения базовых параметров субмикронных МОПТ, для более точной настройки схемотехнической модели субмикронных МОПТ, а также, при определении параметров модели с учётом возникающих при нагреве токов утечки, сдвига параметров и др.

При измерении различных семейств ВАХ субмикронных МОПТ, особенно при измерении n-канальных МОПТ при высокой температуре (порядка 300°С) порог переключения уходит вниз, чтобы учесть возможные сдвиги, необходимо изменять полярность напряжения на затворе транзистора. Имеющийся в лаборатории измерительный комплекс не позволяет автоматизировано производить измерения, подавая на затвор напряжения разной полярности.

Целью данной работы было изучить работу субмикронных МОП-транзисторов, модифицировать имеющийся измерительный комплекс, добавив возможность проводить измерения, подавая на выводы транзистора напряжения разной полярности. Провести измерения электрических характеристик МОП-транзисторов в диапазоне температур. С помощью полученных данных промоделировать логические схемы.