[发明专利]功率器件栅氧化层可靠性评估方法

说明书

本申请的实施例提供一种功率器件栅氧化层可靠性评估方法，包括：在多个功率器件的栅极施加电压，以在预设温度下进行预设时间的高温栅偏压试验；测试经过所述高温栅偏压试验后的所述功率器件的静态参数，并剔除处于失效状态的功率器件；确认所述多个功率器件是否失效；若所述多个功率器件没有失效，则将所述功率器件的栅极电压以预设梯度进行递增，并在预设温度下进行预设时间的高温栅偏压试验，直到所述多个功率器件全部失效；对失效的功率器件进行剖片分析；处理所述多个功率器件的失效情况并计算故障率。本申请的实施例可以对功率器件的可靠性进行评估，测试使用的器件数量少，节约测试分析成本。

技术领域

本申请涉及功率半导体器件技术领域，尤其涉及一种功率器件栅氧化层可靠性评估方法。

背景技术

随着半导体工艺的发展，栅氧化层的厚度也在逐渐的降低，并且功率半导体器件内部的电场将会不断地增加，内部电场也会导致功率器件栅氧化层性能随时间下降。此外，偏置温度应力和电离辐射都会使栅氧化层发生退化，因此栅氧化层的可靠性将会成为一个突出的问题。当功率半导体器件的栅氧化层退化后，将会导致功率半导体器件的电参数不稳定，甚至引起栅氧化层的击穿而导致器件失效。因此，功率半导体器件栅氧化层的可靠性对器件的正常运行至关重要。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种功率器件栅氧化层可靠性评估方法，可以对功率半导体器件的可靠性进行评估。

本申请的实施例提供一种功率器件栅氧化层可靠性评估方法，包括：在多个功率器件的栅极施加电压，以在预设温度下进行预设时间的高温栅偏压试验；测试经过所述高温栅偏压试验后的所述功率器件的静态参数，并剔除处于失效状态的功率器件；确认所述多个功率器件是否失效；若所述多个功率器件没有失效，则将所述功率器件的栅极电压以预设梯度进行递增，并在预设温度下进行预设时间的高温栅偏压试验，直到所述多个功率器件全部失效；对失效的功率器件进行剖片分析；处理所述多个功率器件的失效情况并计算故障率。

采用本申请的实施例，可以通过对多个功率器件的栅氧化层施加梯度递增的电压应力，因此可以在应力的增加过程中逐步暴露栅氧化层的缺陷与故障，由此可以对功率器件的可靠性进行评估，并且本申请实施例使用的器件或芯片数量少，还可以大大节约测试分析成本。

作为一种可选的实现方式，所述功率器件的静态参数包括所述功率器件在关断状态下的栅极电阻以及栅极的漏电流。

作为一种可选的实现方式，当所述功率器件的栅极的漏电流大于第一阈值时，确认所述功率器件处于失效状态。

作为一种可选的实现方式，所述功率器件的静态参数包括所述功率器件在关断状态下的源漏极的漏电流。

作为一种可选的实现方式，当所述功率器件的源漏极的漏电流大于第二阈值，确认所述功率器件处于失效状态。

作为一种可选的实现方式，当所述功率器件处于失效状态时，栅氧化层厚度变薄的所述功率器件为外部失效。

作为一种可选的实现方式，当所述功率器件处于失效状态时，栅氧化层厚度没有变薄的所述功率器件为本征失效。

作为一种可选的实现方式，还包括：绘制处于失效状态的所述功率器件与栅极电压之间的关系图。

作为一种可选的实现方式，还包括：测试多个功率器件在初始状态下的静态参数。

作为一种可选的实现方式，所述功率器件为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件。

本申请实施例提供的功率器件栅氧化层可靠性评估方法，可以通过对栅氧化层的电压进行梯度增加，在应力的增加过程中逐步暴露栅氧层缺陷与故障，进而可以对功率器件的可靠性进行评估。基于这样的设计，测试使用的器件或芯片数量少，可以大大节约测试分析成本。

附图说明