[发明专利]栅氧化层时变击穿测试方法、可靠性测试方法及测试结构

权利要求书

1.一种栅氧化层时变击穿测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将多个氧化层电容的衬底集成为一个共用的测试极并接地，其中所述多个氧化层电容各自的栅氧化层的面积均不相同；

在通过同一恒定电压源向各个氧化层电容的栅极同时施加同一恒定电压的条件下，持续测量各个氧化层电容的栅极电流；

将氧化层电容的栅极电流发生跳变的时间作为该氧化层电容的栅氧化层击穿时间，直至获得各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间。

2.根据权利要求1所述的栅氧化层时变击穿测试方法，其特征在于，所述持续测量各个氧化层电容的栅极电流，包括：

通过各个氧化层电容的栅极与所述同一恒定电压源之间设置的电流表测量流经各个氧化层电容的栅极的电流。

3.根据权利要求2所述的栅氧化层时变击穿测试方法，其特征在于，所述将氧化层电容的栅极电流发生跳变的时间作为该氧化层电容的栅氧化层击穿时间，直至获得各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间，包括：

监测与各个氧化层电容的栅极相连接的电流表的显示值是否发生跳变；

在与氧化层电容的栅极相连接的电流表的显示值跳变时，记录施加在该氧化层电容的栅极的恒定电压的持续时间作为该氧化层电容的栅氧化层击穿时间，直至获得各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间。

4.根据权利要求3所述的栅氧化层时变击穿测试方法，其特征在于，所述在与氧化层电容的栅极相连接的电流表的显示值跳变时，记录施加在该氧化层电容的栅极的恒定电压的持续时间作为该氧化层电容的栅氧化层击穿时间，直至获得各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间，包括：

按照电流表的显示值的跳变顺序，依次记录施加在各个氧化层电容的栅极的恒定电压的持续时间作为各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间，直至获得各个氧化层电容的栅氧化层击穿时间。

5.根据权利要求1所述的栅氧化层时变击穿测试方法，其特征在于，所述氧化层电容的数量为三个，三个氧化层电容根据各自的栅氧化层的面积大小依次递增排布或依次递减排布。

6.一种栅氧化层可靠性测试方法，其特征在于，所述方法包括：

采用权利要求1-5中任一项所述的栅氧化层时变击穿测试方法，获得多个氧化层电容的栅氧化层击穿时间；

对所述多个氧化层电容的栅氧化层击穿时间进行统计分析，得到栅氧化层寿命预测结果；

根据栅氧化层寿命预测结果评估栅氧化层的可靠性。

7.根据权利要求6所述的栅氧化层可靠性测试方法，其特征在于，所述根据栅氧化层寿命预测结果评估栅氧化层的可靠性，包括：

根据栅氧化层寿命预测结果得到栅氧化层击穿Weibull分布的形状因子；

根据栅氧化层击穿Weibull分布的形状因子评估栅氧化层的可靠性。

8.根据权利要求7所述的栅氧化层可靠性测试方法，其特征在于，所述根据栅氧化层寿命预测结果得到栅氧化层击穿Weibull分布的形状因子，包括：

统计所述多个氧化层电容的栅氧化层击穿时间，得到栅氧化层寿命预测曲线；

根据栅氧化层寿命预测方程推导出所述栅氧化层寿命预测曲线的斜率作为栅氧化层击穿Weibull分布的形状因子的倒数，得到栅氧化层击穿Weibull分布的形状因子。

9.一种用于栅氧化层时变击穿测试的集成测试结构，其特征在于，包括多个氧化层电容，所述多个氧化层电容各自的栅氧化层的面积均不相同；

所述多个氧化层电容的衬底集成为一个共用的测试极并接地，各个氧化层电容的栅极共同连接到半导体参数测试仪的同一恒定电压源，各个氧化层电容的栅极与所述同一恒定电压源之间均设置有电流表。

10.根据权利要求9所述的用于栅氧化层时变击穿测试的集成测试结构，其特征在于，所述氧化层电容的数量为三个，三个氧化层电容根据各自的栅氧化层的面积大小依次递增排布或依次递减排布。