[发明专利]一种力电热多场耦合下微电子产品可靠性测试方法

权利要求书

1.一种力电热多场耦合下微电子产品可靠性测试方法，其特征在于：该方法首先在特定实验条件下测试微电子产品单场电迁移、单一热循环和力电热多场耦合条件下样品的平均失效时间，然后通过多场耦合条件下的服役寿命评价公式及测试中得到的参数，计算出不同电流密度和温度循环条件下微电子产品的服役寿命；具体包括如下步骤：

（1）测量待测样品的初始电阻，设定电阻变化阈值；

（2）在恒温条件下对测试样品施加电流载荷，测试样品的电阻变化；以样品电阻变化超过阈值为样品失效判据，测试样品的平均失效时间MTTF；根据公式（1）得出电迁移指数前因子A、电流常数n和电迁移激活能Q_em；

MTTF=Aj-nexp(QemkT)---(1)]]>

其中：j为电流密度，k为玻尔兹曼常数，T为温度；

（3）在温度循环载荷下测试样品的电阻变化；以样品电阻变化超过阈值为样品失效判据，测试样品的平均失效时间N_f0；然后根据公式（2）得出非弹性剪切应变范围Δγ₀；

Nf0=12(Δγ02ϵf)1/c---(2)]]>

其中，疲劳延性指数c和疲劳延性系数ε_f为由材料自身决定的常数；

（4）在温度循环载荷和电流载荷耦合作用下测试样品的电阻变化；以样品电阻变化超过阈值为样品失效判据，测试样品在多场耦合条件下的平均失效时间N_f；然后根据公式（3）得出指数前耦合因子β和电流耦合因子l；

其中，Δt为温度循环周期；

（5）计算微电子产品的服役寿命：根据公式（3）计算不同电流密度和温度循环条件下微电子产品的服役寿命。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：测试电流密度范围为1×10³~9.9×10⁴A/cm²；测试温度范围为-50~200°C，升温速度10~50°C/分钟，降温速度10-50°C/分钟，温度循环周期15~120分钟；温度循环的最低温度-50~20°C可调，保温时间1~45分钟可调；温度循环的最高温度60~200°C可调，保温时间1~45分钟可调。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：步骤（2）中所述恒温条件是指温度在-50~200℃范围内并保持某一温度不变。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：步骤（1）中所述电阻变化阈值的设定范围为样品初始电阻的10~50％。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：步骤（2）-（4）中每组条件下测试样品数目不少于15个。