Analogschaltungen mit durch Degradation und Gate-Ströme bedingten zeitabhängigen Parameteränderungen: Modellierung der Einflüsse auf die Schaltungseigenschaften, Bewertung und Entwicklung von Gegenmaßnahmen.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Doris Schmitt-Landsiedel
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191845808

In der analogen Schaltungstechnik gibt es eine Fülle von erprobten Maßnahmen, um Variationen wie Offset, Temperatur- und Spannungsschwankungen zu begegnen. In neuen CMOS-Technologien tauchen jedoch aufgrund der fortschreitenden Skalierung neue Effekte auf, die zeitabhängige Parameterdriften mit sehr unterschiedlichen Zeitkonstanten und statistischen Variationen verursachen. So hat die durch Spannungs- und Temperatur-Stress (Bias Temperature Stress BTS) verursachte Einsatzspannungsdrift einen quasi-statischen Anteil mit Zeitkonstanten von Tagen oder Monaten und einen relaxierenden Anteil mit Änderungen im Mikrosekunden- bis Sekundenbereich. Gate-Ströme bewirken eine zeitliche Veränderung von Gate-Ladungen und stellen besonders für ladungsspeichernde Knoten in Schalter-Kondensator-Schaltungen ein Problem dar. Im Gegensatz zur üblichen numerischen Simulation wollen wir formale Modelle für den Einfluss dieser Effekte auf Analogschaltungen entwickeln, um ihre kombinierten Auswirkungen zu untersuchen. Daraus wollen wir Methoden und Teststrukturen für ihre Charakterisierung ableiten sowie Gegenmaßnahmen wie Kalibierung, Kompensation und Fehlerkorrektur bewerten und neue Maßnahmen entwickeln. In einem mit besonderem Risiko behafteten Teil des Projekts wollen wir die Möglichkeit untersuchen, durch absichtlichen Stress Schaltungseigenschaften z.B. zur Offset-Korrektur zu verändern oder Schaltungen vor Inbetriebnahme künstlich zu altern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Franz Kreupl