MOS器件的可靠性(1)
今天我们开始介绍MOS器件的可靠性知识,首先我们先简单介绍一下MOS器件可靠性研究的内容范畴,研究的方法,以及可靠性的标准,然后我们先介绍一下氧化层的击穿。

内容提要:

简介:

研究方法:

半导体可靠性评估

栅氧化层作为MOS器件的关键结构,其可靠性问题必然是研究的重点

来看随着有效栅氧厚度的降低,电场增加剧烈

这份资料有点老,但是这个预测的趋势基本符合现在发展的进程,

加速应力实验:

可靠性评估标准

NMOS,PMOS的HCI评估,薄介质层评估,PMOS的NBTI评估。

辐射的影响

其它一些标准

下面我们介绍一下氧化层的击穿:

非本征击穿如何产生以及如何筛选

那么重点来了,以下几种加应力方法需要掌握:

V-Ramp方法:

V-Ramp的测试方法:一般从工作电压或低于工作电压的值线性增加,知道氧化层被击穿为止;
(1)Pre-test:加电压(一般等于Vuse)测试电流,若测试电流大于Iinit,则定义为Initial Fail,若不大于Iinit,则进入到下一步;
(2)V-ramp test:在测试过程中,一般从Vuse线性增加,同时测试电流,电压线性增加到被判定为击穿的标准时(一般是1uA),可进入到下一步;
(3)Post-test:加post test电压(一般等于Vuse)测试电流,其作用是确定氧化层的状态,以确认氧化层是否被击穿。

J-Ramp方法:一般从比较小的电流值开始指数增加,知道氧化层被击穿为止;
(1)Pre-test: 加一电流(如1E-7A)测试电压,若测试电压小于Vuse,则定义为Initial Fail,若不小于Iinit,则进入到下一步;
(2)J-ramp test:在测试过程中,一般从Istart(通常等于Iinit)指数增加,同时测试电压,电流指数增加到被判定为击穿的标准时(如1uA),可进入到下一步;
(3)Post-test:加post test电流(一般等于Iinit)测试电压,其作用是确认氧化层是否被击穿;

Constant current(Bounded J-Ramp)
是电流从较小的值增加到制定的值后,在此电流下待氧化层被击穿为止,这种方法是对V-ramp和J-ramp的结合。
适用的结构如下:

预测的击穿与实际测量结果的对比


好了,今天的内容就是这些,简单的介绍MOS器件可靠性研究的范畴,以及给出其中氧化层可靠性的评估方法,做可靠性的朋友可以对比自己用的方法,是否是其中某一种方法,或者两者的结合,内容不是很复杂,主要是科普式的介绍为主,大家有个概念,以后如果用到可靠性的东西可以知道大致如何测量即可。
恩,那么我们就这样愉快的结束今天的学习吧!