[发明专利]一种铁电薄膜温度可靠性的评价方法

说明书

本发明公开了一种铁电薄膜温度可靠性的评价方法，所述方法包括：获取铁电薄膜样品的初始特性，以得到所述铁电薄膜样品的初始性能参数；对所述铁电薄膜样品进行预极化处理，测得剩余极化值；根据所述铁电薄膜样品的热释电系数及相关参数与剩余极化值的比值，确定所述铁电薄膜样品是否合格。本发明由能够对铁电集成器件中由环境温度变化引起铁电薄膜性能波动而造成的器件性能可靠性下降进行预评估，能有效缩短产品研发周期，降低产品研发投入成，满足了实际应用需求。

技术领域

本发明涉及电子材料性能测试领域，特别是涉及一种铁电薄膜温度可靠性的评价方法。

背景技术

铁电材料是一类在一定温度范围内具有自发极化特性，且在外加电场作用下，其极化强度可发生改变的介质材料。铁电存储器就是将铁电薄膜材料与传统的硅基半导体集成的新一代非挥发性存储器。在各种新型存储器中，铁电存储器凭借其非易失、低功耗、高速度、长寿命和抗辐照等优势脱颖而出，被认为是最有前途的下一代主流存储器之一。除此之外，铁电薄膜作为一种功能材料，在新技术发展中占有重要的地位。

在现在半导体制造中，存储器以及其他器件的工艺加工都需要经过一系列光学、化学、冶金、高温等环节。诸如(温度、振动、湿度、冲击、电压)波动等各种恶劣因素对该类产品的影响很大，对于温度因素来说，温度过高、过低或者温变速度过快都可能导致该类产品无法正常使用。对于铁电器件的温度波动直接影响铁电薄膜的性能发生改变，很可能就会有电子元器件出现故障，或整机性能出现波动，从而导致整机运行出现故障，因此了解铁电器件以及铁电薄膜在不同的温度波动环境下的失效模式，分析失效原因，找出薄弱环节，采取相应措施提高元器件的温度可靠性就显得格外重要。

目前常用的测试方法为温度可靠性测试，温度可靠性测试一般指的是电子产品在极限温度范围内的性能稳定性和寿命等测试以及相关的失效分析等等。但是，这种方法是在产品的工艺后期实施的，对于由电子材料和器件物理结构等基础因素引起的失效产品温度可靠性测试不太适用，尤其是各种新型电子材料集成器件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够对铁电集成器件中由环境温度变化引起铁电薄膜性能波动而造成的器件性能可靠性下降进行预评估，能有效缩短产品研发周期，降低产品研发投入成本的铁电薄膜温度可靠性的评价方法。

根据本发明提供的铁电薄膜温度可靠性的评价方法，包括：

获取铁电薄膜样品的初始特性，以得到所述铁电薄膜样品的初始性能参数；

对所述铁电薄膜样品进行预极化处理，测得剩余极化值；

在预设基准测试温度下对所述铁电薄膜样品加载交变微热载荷，以得到所述铁电薄膜样品在不同载荷下的热释电系数；

根据所述铁电薄膜样品的热释电系数以及相关参数与剩余极化值的比值，确定所述铁电薄膜样品是否合格。

根据本发明提供的铁电薄膜温度可靠性的评价方法，首先获取铁电薄膜样品的初始特性，以得到所述铁电薄膜样品的初始性能参数；对所述铁电薄膜样品进行预极化处理，以得到剩余极化值；在预设基准测试温度下对所述铁电薄膜样品加载交变微热载荷，以得到所述铁电薄膜样品在不同载荷下的热释电系数；根据所述铁电薄膜样品的热释电系数与剩余极化值的比值，确定所述铁电薄膜样品是否合格。通过根据所述铁电薄膜样品的初始特性精确的得到该铁电薄膜样品的初始性能参数，以便于提高所述铁电薄膜样品测试的可靠性；通过对所述铁电薄膜样品进行预极化处理得到剩余极化值，以便于根据所述铁电薄膜样品的热释电系数与剩余极化值的比值，确定所述铁电薄膜样品是否合格，从而实现了对铁电集成器件中，由环境温度变化引起铁电薄膜性能波动而造成的器件性能可靠性下降的预评估，有效缩短了产品研发周期，降低了产品研发投入成本，满足了实际应用需求。

另外，根据本发明上述的铁电薄膜温度可靠性的评价方法，还可以具有如下附加的技术特征：