集成電路可靠性測試常見數(shù)據(jù)處理方法

集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展以及保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)。以硅基單片數(shù)字為標志的超大規(guī)模集成電路體積不斷縮減，電路結(jié)構以及制造工藝愈加繁雜。其可靠性受到工藝誤差以及相關因素的影響也開始加重?？煽啃怨こ瘫仨氝\用當前的現(xiàn)代科學技術，對產(chǎn)品功能進行系統(tǒng)考量，運用專門性的技術手段，降低產(chǎn)品故障率，最終確保系統(tǒng)運行良好。在集成電路的晶圓級可靠性測試中，使用非常普遍的測試類別主要是熱載流注入測試、電遷移測試等等其他一些相關的測試項目。

柵氧化層測試技術與數(shù)據(jù)處理方法

在徹造集成電路的過程中，柵氧化層起到相當關鍵的作用，隨著不斷擴大的集成電路規(guī)模，其厚度也不斷增加，同時對著不斷減小的器件體積提厚度也在不斷減小。因為柵氧化層的關鍵地位，其可靠性問題也得到了極大的關注，在遇到的問題中較為常見的是柵氧化層的介質(zhì)穿擊和缺陷密度等問題。針對柵氧化層開展的可靠性測試一般是在同一個時間結(jié)點以聯(lián)系介質(zhì)為對象進行斜坡電壓測試和穿擊測試。

1、斜坡電壓測試

在可靠性測試中，斜坡電壓測試是把線性斜坡電壓添加到柵極上，直至電壓擊穿氧化層。不同于斜坡電壓測試，斜坡電流測試是在柵極上通過一定指數(shù)斜坡電流的添加，直至把氧化層擊穿。這兩種測試方法都是對柵氧化層缺陷密度進行測量的。比如，在一般情況下，對斜坡電壓的測試，是在一定電壓標準范圍內(nèi)開展的，如果電壓擊穿氧化層時的電壓比設定的電壓標準要小，就可以認為氧化層中具有缺陷，并進一步可以確認冊氧化層是無效的。在JESD35標準中，在Poisson分布基礎上的成品率公式可以計算得出相應的缺陷密度：Y=e-DoA，其中，成品率用Y來表示，也即是有效樣品與總測試樣品的比率，受測樣品面積用A表示，缺陷密度用Do表示。對成本經(jīng)過斜坡電流和電壓的大量測試之后，通過計算可以得出成品率數(shù)值，并利用測試樣本面積對缺陷密度進行計算。一旦缺陷密度與設置標準不符，就認定測試失敗。

2、介質(zhì)擊穿的實驗

時間相關介質(zhì)擊穿也既為介質(zhì)擊穿實驗。其測試步驟為：把比柵氧化層小的本征加到柵極之上，對然不能導致本征擊穿，但是氧化層在電應力的事假過程中有一定的缺陷出現(xiàn)，在這種情況下，擊穿現(xiàn)象會在一段時間之后出現(xiàn)。在評定集成電路可靠性測試的過程中，棚氧介質(zhì)在相同時間下的擊穿是其主要限制因素，一般而言，氧化硅電場超限，由于過高的電流導致電荷累積反應才會造成擊穿現(xiàn)象的出現(xiàn)。在目前，氧化層的擊穿主要分為兩個階段：構建磨損和擊穿。在構建磨損階段，在電應力運作之下的二氧化硅界面會不斷累積其中的缺陷，當量變引起質(zhì)量時，有一些缺陷數(shù)會率先到達臨界值，進入擊穿階段，并基于電熱的雙重反應，迅速擊穿氧化層。所以棚氧化層擊穿測試的時間和周期是由第一個階段的持續(xù)時間決定的。

熱載流子注入技術與數(shù)據(jù)處理

1、熱載流子注入測試

在集成電路可靠性測試內(nèi)，晶圓級別檢測的主要作用是進行特載流子注入檢測。利用變焦費米能級與實際量進行熱載流子檢測。在集成電路構件內(nèi)，利用過源電壓遺漏出現(xiàn)的載流子漏電極限，主要因為在較大電場強度遺漏四周，載流子流入較大電場范圍下，高能能量子就會轉(zhuǎn)到熱載流子。同時，利用電子的相互撞擊讓熱載流子產(chǎn)生的電子空穴使電力更深度的產(chǎn)生。

2、數(shù)據(jù)處理

集成構建內(nèi)，根據(jù)有關要求對熱載流子的數(shù)據(jù)處理方法與全部檢測階段進行了明確規(guī)定。例如：1.8V為MOS管的工作電壓，stress電壓區(qū)間在2--3V。通常狀況下分析，結(jié)合時間變化量數(shù)值將專項冪函數(shù)。通常情況下，熱載流子檢測后，需要根據(jù)預定的參數(shù)進行電性數(shù)值變化量計算，進而得出預定時間與參數(shù)。

電遷移測試以及處理方法

金屬相互連線的電遷移情況通常都是按照集成規(guī)模的擴展速度不斷變化，其集成器件的體積不斷縮減，戶連線電流密度不斷提高，在電遷移的測試逐步開始占據(jù)了非常關鍵的地位。在物理現(xiàn)象中集成電路中的電遷移現(xiàn)象詳細的表達方式就是，集成電路的不同器件在實際生產(chǎn)和實驗的過程中，金屬之間的互連線中有的電流通過，其中金屬陽離子會根據(jù)導體的質(zhì)量的進行電子的傳輸，這可以使得導體的某些空間出現(xiàn)空洞現(xiàn)象和小丘等不同的物理現(xiàn)象。集成電路中的的電遷移現(xiàn)象在實際中天多數(shù)都是在“強電子風”的影響和作用下進行的，當電子從負極流向電源的正極的時候，會受到一定的能量碰撞，其中的金屬陽離子可以先正極不斷的移動，而負極則產(chǎn)生一些空的穴位，在這個過程中不斷地進行增加和積累，可以讓金屬形成短路，同時由于正極的金屬離子的累積作用而使得出現(xiàn)晶須現(xiàn)象，而且有非常天的概率使得周邊的金屬線發(fā)生短路的現(xiàn)象。

往往在電遷移的實驗和測試中我們常常讓樣品在不同的壓力和溫度條件下進行恒定的加速的物理測試實驗。這往往是加速過程中應力測試不應當更改器件的失效的機理，正常水平下不同應力條件下Lognormal的分布以及對數(shù)標準差是往往是相等的。有了不同的應力條件下不同的樣品的使用年限數(shù)據(jù)，再根據(jù)Lognormal分布的估算方法和標準就可以得到同應力下的中位壽命，進而利用加速運動的物理模型就可以得到在正常情況下電遷移壽命分布的實際情況，然后得到不同的累積失效率情況下使用壽命的初步判斷。

相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對集成電路可靠性測試數(shù)據(jù)處理有了更深入的了解。本文就介紹到這了，希望能對大家有所幫助，我們將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。公司檢測服務范圍涵蓋：電子元器件測試驗證、IC真假鑒別，產(chǎn)品設計選料、失效分析，功能檢測、工廠來料檢驗以及編帶等多種測試項目。歡迎致電創(chuàng)芯檢測，我們將竭誠為您服務。