[发明专利]适用于TDDB的原位侦测热点方法

说明书

本发明提供一种适用于TDDB的原位热点侦测方法，包括：提供待测样品，对所述待测样品的电性参数进行验证；定义应力条件及侦测热点的初始应力条件；对所述待测样品施加应力；观测中间数据，若所述待测样品达到侦测热点的初始应力条件，施加热点侦测电压侦测热点；若侦测到热点，则进行失效分析或继续TDDB测试。本发明中，实现了原位对失效样品热点的侦测，及时精准的反应了样品的失效位置，为进一步失效分析提供了有力保障。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种适用于TDDB的原位侦测热点方法。

背景技术

伴随超大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuit，ULSI)尺寸的不断缩小，半导体器件MOS中的栅极介电层尺寸也不断的缩小，以获得更高的性能，当在器件上加恒定的电压，使器件处于积累状态经过一段时间后，器件中的介电层就会击穿，特别是金属介质层(inter-metal-dielectrics，IMD)会被击穿，这期间经历的时间就是在该条件下的寿命，也就是一般所说的与时间相关电介质击穿(time dependentdielectricbreakdown，TDDB)，在后段制程(The back end of line，BEOL)中，所述TDDB是衡量所述金属介质层以及所述半导体器件稳定性的关键因素之一。

常规TDDB测试过程如图1所示，待测样品一端加恒定的电压，另一端接地，持续监控流经待测样品的电流，直到待测样品击穿，测试过程中电流随时间的变化关系如图2所示。对于异常的失效时间或异常电流时间变化曲线，需通过失效分析来找到引起异常的根本原因，由于失效分析在完成TDDB测试和数据分析后进行，反应出的结果是电介质最终击穿状态，电介质已经烧毁，很难得到有用的信息。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于TDDB的原位侦测热点方法，解决现有技术在TDDB测试完成后做失效分析难以得到有用信息的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种适用于TDDB的原位侦测热点方法，包括：

提供待测样品，对所述待测样品的电性参数进行验证；

定义应力条件及侦测热点的初始应力条件；

对所述待测样品施加应力；

观测中间数据，若所述待测样品达到侦测热点的初始应力条件，施加热点侦测电压侦测热点；

若侦测到热点，则进行失效分析或继续TDDB测试。

可选的，对所述待测样品施加的应力包括电压、温度。

可选的，对所述待测样品施加电压时，由高电压降至低电压进行热点侦测。

可选的，选择的最大热点侦测电压对所述待测样品失效时间的影响不超过器件失效时间的1％。

可选的，于侦测热点机台中完成应力及侦测热点测试，且根据是否满足侦测热点的初始应力条件切换施加于待测样品上的应力电压和侦测热点电压。

可选的，若所述待测样品达到侦测热点的初始应力条件，停止TDDB应力测试。

可选的，若所述待测样品的电性参数不满足验证条件，则不进行TDDB测试。

可选的，所述待测样品为MOS晶体管器件前后道工艺中涉及的电介质。

可选的，所述待测样品的一端施加应力，另一端连接地端。

与现有技术相比，本发明的适用于TDDB的原位热点侦测方法具有以下有益效果：