NBTI效應

負偏壓溫度不穩定性（NBTI：Negative Bias Temperature Instability）

基本概念和機理

NBTI效應是指在高溫下對PMOSFET施加負柵壓而引起的一系列電學參數的退化（一般應力條件為125℃恆溫下柵氧電場 ，源、漏極和襯底接地）。

NBTI效應的產生過程主要涉及正電荷的產生和鈍化，即界面陷阱電荷 和氧化層固定正電荷 的產生以及擴散物質的擴散過程，氫氣和水汽是引起NBTI的兩種主要物質。傳統的R-D模型將NBTI產生的原因歸結於pMOS管在高溫負柵壓下反型層的空穴受到熱激發，遂穿到矽/二氧化矽界面，由於在 界面存在大量的Si-H鍵，熱激發的空穴與Si-H鍵作用生成H原子，從而在 界面留下懸掛鍵，而由於H原子的不穩定性，兩個H原子就會結合，以氫氣分子的形式釋放，遠離 界面向 /柵界面擴散，從而引起閾值電壓的負向漂移。

NBTI效應的影響

對器件

a.pMOS器件會出現柵電流增大

b.閾值電壓負向漂移

c.亞閾值斜率減小

d.跨導和漏電流變小 等

對電路

a.在模擬電路中引起電晶體間失配

b.在數字電路中導致時序漂移、噪聲容限縮小，甚至產品失效