本文引用：技术的快速发展导致对商业，工业和汽车领域中高温抗性电路（IC）的需求不断增长。高温环境严重限制了综合电路的性能，可靠性和安全性，并且迫切需要克服通过创新技术手段相关的技术困难。本文着重研究高温在综合电路中的影响，引入了联盟高温所带来的挑战，并提供了高能力的设计技术来应对这些挑战。高约束温度提出的挑战。高温半导体设备的使用可降低电路性能并缩短使用寿命。对于基于硅的半导体，晶体管参数随着不变的增加而减小，并且由于内侧密度的影响，最大极限小于300°nous承载者。依赖选择性掺杂的设备可以分解或导致性能低。影响高温工作的IC的主要技术挑战包括：■泄漏电流增加■晶体管MOS的阈值降低阈值电压■降低了载体活动能力■提高了敏感性■提高了敏感性■加载器的挑战以及耦合可靠性的设计可以在高温下运行，这使您可以在高温下了解挑战。面对IC设计的挑战在下面说明。 1。CMOS静电通道中分离和逃逸流的主要因素是半导体PN静电通道，这些通道在分离和泄漏道路的流动中前进。由于Polarizac逆极化的PNS高度逃逸，半导体中热能的增加会导致产生更多的电子孔，从而导致更大的泄漏电流。工会泄漏取决于掺杂水平并通常随温度呈指数增长。根据广泛使用的一般规则，每10°C的温度升高，联合电流大约增加两倍。二极管的逃逸电流由漂移和传播电流组成。如果电子的基本负载是什么，AJ是联合区域，也是内源性承载者的浓度，W是耗尽区域的宽度，τ是承载者的有效使用寿命，L是扩散区域的浓度密度。在中等温度下，泄漏电流主要是由耗尽区中的电子孔对产生的热量引起的。在高温下，泄漏电流主要是由中性区域中产生的少数载体引起的。漂移电流与该区域的宽度成正比。换句话说，它与关节电压的平方根成正比（正常反向电压），但是扩散电流不取决于BI电压，但与掺杂密度N成反比。掺杂水平越高，150°的扩散泄漏越大。泄漏电流的指数增加会影响大多数活性设备（例如双极晶体管，MOS晶体管，二极管）和一些被动设备（例如扩散电容器，电阻）。然而，氧化物分离的设备，例如多疗电阻，多义二极管，普通二极管，proy的多源剂，金属金属电容器等。它们不受联合逃生的影响。在高温下，联合泄漏被认为是CMO电路中最严重的挑战。当VGS门电源电压通常以零确定时，Schal的扣除泄漏泄漏泄漏会泄漏。排水和喷泉之间的VD电压不是零，因此在排水和源之间流动的小电流。如果VGS低于阈值电压VT，即在弱倒的子区域或区域中，则有一个子孔泄漏。排水冰屋该区域的NT不是零，而是与VG呈指数关系，这主要是由于少数航空公司的传播。该电流在很大程度上取决于温度，过程，晶体管的大小和类型。短通道晶体管中的电流增加，晶体管中阈值较高的电压降低。子孔的梯度系数代表了从OFF（电流低）到ON（高电流）的一定程度的有效性和有效性。如果n = 1，则坡度系数为60 mV/10倍。换句话说，当低于VT 60mV阈值电压下降60 mV的60 mV降低时，排水电流减小了10倍。典型的n = 1.5表示当前跌落速度慢了90 mV/10倍。为了有效关闭MOS晶体管并减少sub -Coldio泄漏，必须将门电压降低到低于阈值电压的水平。由于厚度（厚度低于大约），隧道泄漏门的氧化氧化y 3纳米），应考虑隧道泄漏电流的效果。该电流与温度有关，是由多种机制引起的。当Fowler-Nordheim通过高电场的作用下，氧化物层通过由氧化物层形成的三角形屏障时会产生。随着屏障的有效高度减小，隧道电流随温度的增加而增加。借助氧化物层中的中间陷阱状态，高温还改善了诱捕器的辅助。换句话说，电子通过。在氧化的超氧化层的情况下，直接隧道大大增加，隧道的概率随着电子热能的增加而增加。 2。降低MOS晶体管阈值电压的阈值电压与温度密切相关，并且通常随着温度升高而线性降低。这是由诸如内源载体浓度升高等因素引起的，半导体带隙的变窄，半导体氧化界面中的表面电势变化以及载体还原的迁移率。由温度升高引起的阈值电压的降低会导致子区域泄漏电流的指数增加。 3。载体在载体中的迁移率的降低直接影响受网络分散和杂质分散的MOS晶体管的性能。随着温度的升高，网络振动（语音）会加剧，从而导致负载载体的频繁分散和迁移率降低。此外，高温会增加承载者的内在浓度，从而导致更多载体的分散，从而进一步降低迁移率。随着温度从25°C升高到200°C，载流子迁移率降低了大约一半。专业移动性对几个重要参数有重大影响。 ReduCED载流子的移动性降低了驱动电流，并降低了透视率速度和一般性能。 耐性が高いほど电力损失が増加し、效率が低下します。降低迁移率可降低跨导性，减少地下坡度的减速（增加内部泄漏），减少载体饱和度（对于短管设备很重要），并间接影响疾病的电压。 4。改善了瘟疫效应，通过P-N联合的反向极化实现了整合电路的每个二极管，晶体管和其他组件之间的隔离。在电路的开发过程中，必须采取预防措施，以确保在应用条件下始终阻止这些工会。这些P-N工会可以与其他相邻工会形成N-P和P-N-P结构，这些结构可以意外激活NPN晶体管或寄生PNP。当PNP和NPN双极晶体管相互作用以在功率和土壤导轨之间形成低阻抗途径时，CMOS IC中发生了阻塞。这创造了一个泰利Stor（SCR）整流器具有正反馈，这会导致过度的电流损害，这可能是在Thedevice中永久的。图1显示了标准CMOS投资者设计的横向视图。 NPN和PNP寄生晶体管也包括在图中。在正常功能期间，所有结均呈呈偏见。图1。逆变器晶体管标记的寄生虫偶极子的横向视图和寄生虫偶极晶体管激活的示意图主要取决于NPN和PNP晶体管寄生虫的β值。随着温度的升高，双极晶体管的CC（β）电流增益以及井和底物的电阻也会增加。在高温条件下，还可以认为，瘟疫效应的灵敏度的提高也可以被认为是降低双极连接晶体管（BJT）的阈值电压的降低，这可以促进足够的孔上的电压下降和底物耐药性，以激活寄生偶极子二极管晶体管。随温度变化，伏特底发射器轴的幅度约为-2 mV/°C。随着温度从25°C升高到200°C，基本发射器电压降低了350 mV。室温下的典型阈值电压为0.7V。换句话说，阈值电压约为一半。 5。加速损失机制Arrhenius定律广泛用于可靠性工程中，以模拟温度对材料衰竭效率和组件的影响。其中r（t）是速度常数，ea是激活能，k是玻尔兹曼常数（8,617，10-5ev/k），而t是绝对温度（单位：kelvin）。通常，每次增加10°C可将可靠性降低一半。时间分辨率：TDDBTDDB是电子设备中的故障机制，由于介电材料（例如MOS晶体管的门氧化物层）随着时间的流逝而导致由于长期暴露于电场而导致的泄漏电流而导致随着时间的流逝而恶化。当伏尔塔时GE流过高能电子，在氧化物层内形成导电路径，从而产生陷阱和缺陷。这些导电路线将对象层中的短路氧化会使介电层失败。故障TF时间随温度升高而呈指数减小。 ▷负/正偏置温度不稳定性-NBTI/PBTINBTI会影响在负门源电压下运行的P的PMA，而PBTI会影响累积区域中的NMOS晶体管。在门偏置下，缺陷和陷阱增加，阈值电压增加，排水减少并减少驾驶。这种降解表明注册时间的依赖性和指数温度的升高，部分恢复大于125°C。当电流和丘陵流动时，电动运动电动机移动会移动导向体内金属原子内部金属原子的逐渐位移。因此，如果金属线中形成的间隙足够大，可以切割金属线它可能导致开路。如果这些颠簸延长了足够的时间以在受影响的金属和另一个相邻金属之间形成桥梁，则可能会发生短路。电力单元随着密度和当前温度的升高而加速，尤其是在空形式之后，这导致了当前的充血和局部变暖。金属电缆故障的概率与温度，矩形电流密度呈指数关系，并线性地与电缆的长度线性相关。铜互连可以支持铝的当前密度的五倍，并且同样可靠。当通道电子在晶体管引流附近的高电场中加速时，热载体降解的热载体的下降发生。界面状态，陷阱或孔是在氧化门层中产生的。它影响参数，例如VMO VT电压，β电流增益，RDS_ON电阻和子过程保留泄漏。在更高温度，平均自由路线降低，载体获得的能量降低，而热载体的降解在低温条件下变得更加重要。