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El envejecimiento del transistor (a veces llamado envejecimiento del silicio ) es el proceso por el cual los transistores de silicio desarrollan fallas con el tiempo a medida que se usan, degradando el rendimiento y la confiabilidad y, finalmente, fallando por completo. A pesar del nombre, mecanismos similares pueden afectar a los transistores hechos de cualquier tipo de semiconductor. Los fabricantes compensan esto (así como los defectos de fabricación) ejecutando chips a velocidades más lentas de lo que inicialmente son capaces de hacer.

Causas [ editar ]

Las principales causas del envejecimiento de los transistores en los MOSFET son la electromigración y la captura de carga .

La electromigración es el movimiento de iones causado por el impulso de la transferencia de electrones en el conductor. Esto da como resultado la degradación del material, provocando fallas intermitentes que son muy difíciles de diagnosticar y eventuales fallas.

La captura de carga está relacionada con la ruptura del óxido de la puerta dependiente del tiempo y se manifiesta como un aumento en la resistencia y el voltaje umbral (el voltaje necesario para que el transistor conduzca) y una disminución en la corriente de drenaje. Esto degrada el rendimiento del chip con el tiempo, hasta que finalmente los umbrales colapsan. La captura de carga se produce de varias formas:

  • La inyección de portador caliente (HCI) es donde los electrones obtienen suficiente energía para filtrarse en el óxido, quedando atrapados allí y posiblemente dañándolo.
  • También puede producirse ruido telegráfico aleatorio (RTN), donde la corriente de drenaje fluctúa entre varios niveles discretos y empeora con el aumento de la temperatura.
  • La inestabilidad de temperatura de polarización (BTI) es donde la carga se filtra hacia el óxido cuando se aplica corriente a la puerta, incluso sin que fluya corriente a través del transistor. Cuando se retira la corriente de la puerta, las cargas desaparecen gradualmente entre milisegundos u horas.

John Szedon y Ting L. Chu determinaron que la captura de carga era un medio viable para almacenar información digital y se desarrolló en las tecnologías de memoria flash SONOS, MirrorBit y 3D NAND.

Ver también [ editar ]

Referencias [ editar ]