[发明专利]应用沟道漏电衡量器件失效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造工艺方法，尤其涉及一种应用沟道漏电衡量器件失效的方法。

背景技术

热载流子效应是微电子器件中主要的失效机理之一，热载流子效应会造成晶体管在使用一段时间后主要特性参数的漂移，导致整个芯片的失效。在器件向亚微米、深亚微米发展后，器件的尺寸不断减小，电路向低功耗方向的发展，热载流子效应愈发严重。因此，随着工艺的进步，热载流子效应的评价备受重视。传统的对于热载流子效应评价方法存在一定的局限性，即它只能评判晶体管开启电流随时间劣化的特性，而无法预知关断状态晶体管漏电流是否随时间增长的特性。目前半导体产品的低能耗对于晶体管的沟道漏电有严格的要求，而业界常规的热载流子效应评价项目仅局限于晶体管的阈值电压和饱和电流对应于热载流子效应的劣化。研究发现，热载流子效应会导致晶体管沟道漏电的增加，导致电路功耗增加，甚至使产品的功能失效。因此提出一种对应于晶体管沟道漏电随热载流子效应劣化的评价方法与归纳模型，将提高对低功耗工艺产品的可靠性评价。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用沟道漏电衡量器件失效的方法，该方法能对沟道漏电随着热载流子效应劣化作有效评价。

为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：

一种应用沟道漏电衡量器件失效的方法，包括如下步骤：

(1)测试不同偏置电压下的ASR，并多组采样，所述ASR为平均沟道漏电特性劣化率；

(2)对于相同偏置电压下的ASR，比较分布求平均值；

(3)把步骤(2)所得的ASR平均值，利用下述公式以幂指数模型推导出A、B拟合常数，

ASR＝A*(1/VD)^B

其中，VD为热载流子效应测试时晶体管漏端上所加的偏置电压；

(4)利用步骤(3)所述的公式及所得的A、B拟合常数，推导工作电压下的ASR；

(5)把步骤(4)所得的工作电压下的ASR，运用下述数学式得出特定晶体管沟道漏电劣化百分比下的劣化时间，该劣化时间即为工作电压下的晶体管沟道漏电劣化寿命，

$\mathrm{ASR}=\frac{\mathrm{Ioff}\_\mathrm{deg}}{\mathrm{Time}}$

其中，Ioff_deg是指在一定条件下晶体管沟道漏电劣化百分比，Time为劣化时间。

本发明的应用沟道漏电衡量器件失效的方法，进一步完善了低功耗器件的可靠性评价，能及时发现晶体管可靠性方面的问题，并及时反馈给生产线，对相关工艺步骤加强控制，从而获得高质量、高可靠性产品。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图是本发明方法对应的晶体管漏端所加偏置电压的倒数与晶体管沟道漏电特性劣化率的关系曲线图。

具体实施方式

本发明的应用沟道漏电衡量器件失效的方法，在常规的热载流子效应评价中加入对于晶体管的沟道漏电特性的测试。由于晶体管的沟道漏电在晶圆面内本生就存在较大的偏差和测量上容易受到噪声的干扰，所以在数据整理上，提出一种平均沟道漏电特性劣化率的概念，即认为在一定劣化条件下，相同晶体管的不同采样点漏电劣化特性随时间的变化率是基本相同的。

本发明方法包括如下步骤：

(1)测试不同偏置电压下的ASR，并多组采样，所述ASR为平均沟道漏电特性劣化率；

(2)对于相同偏置电压下的ASR，比较分布求平均值；

(3)把步骤(2)所得的ASR平均值，利用下述公式以幂指数模型推导出A、B拟合常数，

ASR＝A*(1/VD)^B

其中，VD为热载流子效应测试时晶体管漏端上所加的偏置电压；

(4)利用步骤(3)所述的公式及所得的A、B拟合常数，推导工作电压下的ASR；