[发明专利]检测半导体器件介质层可靠性的方法和装置

权利要求书

1.一种检测半导体器件介质层可靠性的方法，其特征在于，包括：

基于斜坡电压测试和时间相关介质击穿测试的介质层击穿过程，确定介质层的斜坡击穿电压和时间相关介质击穿时间之间的转换关系；

利用斜坡电压测试，测试一组样品的介质层的斜坡击穿电压V_bd1，V_bd2……V_bdn；

利用韦伯分布对所述斜坡击穿电压V_bd1，V_bd2……V_bdn进行拟合，其中，α_V为斜坡电压测试中韦伯分布的尺度因子，β_V为斜坡电压测试中韦伯分布的形状因子，F(V_bd)为斜坡电压击穿累积失效率；

基于所述拟合结果，确定与预定斜坡电压击穿累积失效率对应的斜坡击穿电压；

利用所述介质层的斜坡击穿电压和时间相关介质击穿时间之间的转换关系，将所述确定的斜坡击穿电压转换为时间相关介质击穿时间。

2.如权利要求1所述的检测半导体器件介质层可靠性的方法，其特征在于，所述斜坡击穿电压和时间相关介质击穿时间之间的转换关系为：其中，t_bd为时间相关介质击穿时间，V_bd为斜坡击穿电压，α_V为斜坡电压测试中韦伯分布的尺度因子，α_t为时间相关介质击穿测试中韦伯分布的尺度因子，β_V为斜坡电压测试中韦伯分布的形状因子，β_t为时间相关介质击穿测试中韦伯分布的形状因子。

3.如权利要求1所述的检测半导体器件介质层可靠性的方法，其特征在于，所述预定斜坡电压击穿累积失效率为0.1％。

4.如权利要求1所述的检测半导体器件介质层可靠性的方法，其特征在于，还包括：确定斜坡电压测试的斜坡击穿电压标准。

5.如权利要求4所述的检测半导体器件介质层可靠性的方法，其特征在于，所述确定斜坡电压测试的斜坡击穿电压标准包括：

利用斜坡电压测试，测试一组样品的斜坡击穿电压V_bd1、V_bd2……V_bdn；

利用时间相关介质击穿测试，测试该组样品的时间相关介质击穿时间t_bd1′、t_bd2′……t_bdn′；

利用面积相关的寿命缩放公式和对应于当前样品的寿命模型将所述测得的时间相关介质击穿时间t_bd1′、t_bd2′……t_bdn′转换为整个半导体器件的介质层在预定工作条件下的时间相关介质击穿时间t_bd1，t_bd2……t_bdn；

利用韦伯分布对所述预定工作条件下的时间相关介质击穿时间t_bd1，t_bd2……t_bdn进行拟合，其中，α_t为时间相关介质击穿测试中韦伯分布的尺度因子，β_t为时间相关介质击穿测试中韦伯分布的形状因子，F(t_bd)为时间相关介质击穿累积失效率；

基于所述对时间相关介质击穿时间的拟合结果，确定与预定介质层寿命对应的时间相关介质击穿累积失效率；

利用韦伯分布对测得的斜坡击穿电压V_bd1、V_bd2……V_bdn进行拟合，其中，α_V为斜坡电压测试中韦伯分布的尺度因子，β_V为斜坡电压测试中韦伯分布的形状因子，F(V_bd)为斜坡击穿电压的累积失效率；

基于所述对斜坡击穿电压的拟合结果，确定所述斜坡击穿电压标准，所述斜坡击穿电压标准为斜坡电压击穿累积失效率等于所述确定的时间相关介质击穿累积失效率时对应的斜坡击穿电压。