SPICE simulation of the time-dependent clustering model for dielectric breakdown
Salvador Aguilera, Emili (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Rodríguez Martínez, Rosana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Miranda, Enrique Alberto (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Date:	2024
Abstract:	In this letter, a method for dealing with the time-dependent dielectric breakdown (TDDB) of oxide layers in MOS and MIM structures in the framework of SPICE simulations is reported. In particular, we focus the attention on the clustering model (Burr's XII distribution) for dielectric breakdown which can be considered an extension of the well known Weibull model. The oxide time-to-breakdown for both models is calculated using the inversion method for the cumulative distribution function. For the sake of completeness, the proposed approach includes uncorrelated variability both in the initial and final resistance states. For illustrative purposes, it is also shown how voltage acceleration, progressive breakdown or any other correlation factor can be introduced in the simulation parameters. As an application example, the proposed method is used to simulate the simplest case of a gate-to-drain dielectric breakdown of a NMOS-based inverter circuit.
Grants:	Agencia Estatal de Investigación PID2022-139586NB-CB41 Agencia Estatal de Investigación PID2019-103869RB-C32 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2020/FISDU-00261
Note:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Clustering ; Breakdown ; Realiability ; SPICE ; Weibull
Published in:	Solid-state electronics, Vol. 215 (May 2024) , art. 108895, ISSN 1879-2405

DOI: 10.1016/j.sse.2024.108895

6 p, 2.8 MB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles