nMOSトランジスタのばらつきは稍姐濕だけでは瘋まらない
65nmロジックプロセス∈ハ〖フピッチでは90nmプロセスに陵碰するプロセスノ〖ドhp90∷で100它改のnチャンネル/pチャンネルMOSトランジスタアレイ∈尉數で200它改∷を侯り、ゲ〖トしきい排暗Vthのばらつきの付傍を仆き賄めた、と染瞥攣MIRAIプロジェクトが、12奉18泣榜倦俯つくば輝で倡かれた2007鉗染瞥攣MIRAIプロジェクト喇蔡鼠桂柴で券山した。pチャンネルMOSのばらつきは稍姐濕の蛻らぎにより、nチャンネルMOSは稍姐濕の蛻らぎと侍の妥傍が裁わっているとしている。
この悸賦では、Millennium Research for Advanced Information Technology (MIRAI)プロジェクトが、200mmウェ〖ハの面に26改のTEGチップを侯り、稱TEGチップには20改のサブチップを侯った。20改のサブチップの面に、100它改のトランジスタアレイ嬸尸をnおよびpチャンネル2カ疥肋けたもので、稱100它改のnMOSトランジスタ、100它改のpMOSトランジスタからなる。アレイのトランジスタはnMOS、pMOSともすべて票じ羹きに侯り哈んだ。このような絡翁のトランジスタアレイを蝗ってサブスレッショルド排萎潑拉やVthを盧年しばらつきを刪擦した。
100它改のトランジスタについて盧年したVthを、蕪姥裳刨を績すワイブル尸邵としてまとめると、きれいな木俐覺を閃き、賴憚尸邵していることがまずわかった。しかも、このVthは面丙猛から∞5σ∈σは篩潔市汗∷とかなり弓い認跋に第んでいる。ただし、その1σはpMOSが43mVであるのに灤して、nMOSは65mV、とばらつきはpMOSよりも絡きかった。
ばらつきの付傍を玫るため、プロジェクトはVthをノ〖マライズして山附することを雇えた。ノ〖マライズの緘恕として、Vthのばらつきσ∈篩潔市汗∷とゲ〖ト墓Lとゲ〖ト升Wで山す數恕があるが、これではゲ〖ト煥步遂更や稍姐濕腔刨によって木俐拉が絡きく束れた。そこで、プロジェクトでは、Vthの篩潔市汗を(Tox≤0.8nm)(Vth≤0.1V) / LWのル〖トでプロットしてみると、Vthのばらつきは木俐弄に山すことができた。
ここで、Toxのゲ〖ト煥步遂更に0.8nmを裁えた翁はMOS瓤啪を彈こした箕の悸跟弄な∈あるいは排丹弄な∷煥步遂更を山したものである。また、Vth≤0.1Vは、Vthにおけるメタルと染瞥攣との慌禍簇眶の汗からなるフラットバンド排暗、および山燙ポテンシャルの大涂尸-0.1Vを裁蹋したもので、悸跟弄にqNWdep/Coxという及で山わされる∈Wdepは鄂順霖の升、Coxはゲ〖ト煥步遂更∷。つまり、Vthのばらつきへの大涂が稍姐濕腔刨のばらつきではないかという簿棱のもとに、Vthのばらつき、すなわちσを稍姐濕腔刨Nが大涂する及でノ〖マライズした。
悸狠には哭に績されるように、pMOSとnMOSとで般った馮蔡が評られた。pMOSの眷圭、稍姐濕腔刨が般っても辦年であるため、Vthのばらつきは姐胯に稍姐濕腔刨のばらつきだけで瘋まることがわかった。しかし、nMOSでは稍姐濕腔刨が般ってもその飯きはほぼ辦年だが腔刨が光くなるにつれ飯きも光くなる飯羹があった。このため、Vthのばらつきが稍姐濕腔刨だけではなく、戮の妥燎も裁わっていると冉們した。
プロジェクトでは、フラットバンド排暗、瓤啪霖の更さ、シ〖トチャ〖ジ∈腸燙潔疤や·ゲ〖ト冷憋遂面の蓋年チャ〖ジ·腸燙にパイルアップした稍姐濕付灰などの另疚∷などがあやしいとにらんでいるが、まだ們年するには魂っていない。このために煥步遂の更さのばらつきや腸燙の褂れ、などを濕妄弄に盧年するための禱窖倡券とシミュレ〖ション禱窖の倡券に艱り寥んでいる。
