栅氧化层经时击穿物理模型应用分析

讨论了栅氧化层击穿的统计模型,并对业界广泛应用的1/E模型、E模型以及幂指数模型中栅氧化层击穿的物理机理进行了仔细研究,指出了各个模型应用的局限性,结合实验数据分析,明确给出了各个模型的应用范围。详细讨论了电场加速因子与激活能在三个模型中的不同物理含义,总结了电场加速因子、激活能随着栅氧化层厚度变化的发展趋势以及所对应的击穿机理,据此提出了通过激活能与电场加速因子选择和验证所用加速模型是否合理的方法。此方法为判断测试条件是否合理,分析测试结果的内在含义提供了更直接、有用的参考信息。     

"楔形"TEM样品的机械研磨制备技术

介绍了一种用机械研磨法制备集成电路TEM楔形样品的技术,讨论了该制样技术所需注意的关键点,并给出了判断样品薄区是否满足TEM分析要求的两种方法。楔形样品减薄技术兼具制样速度快和样品质量好的优点。该技术既可用于制备非定点TEM样品,也可用于制备定点的TEM样品。给出了用该技术制备的定点失效的MOS器件TEM照片。熟练的技术人员可以用此方法在半小时内完成一个样品的制备。     

集成电路可靠性介绍

可靠性的定义是系统或元器件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。从集成电路的诞生开始，可靠性的研究测试就成为IC设计、制程研究开发和产品生产中的一个重要部分。     

以功能转换模块扩充老炼系统使用功能

介绍了如何藉由在老炼系统外部提供适当设计整合的模块,达成把单一功能的老炼系统扩充成为通用型功能的老炼系统的目的.由于产品不同,老炼试验的条件也不同.被称为"功能转换模块"的设计大大增加了老炼系统使用的弹性,也使得老炼试验将不再局限于系统本身所能提供的温度范围.这个功能转换模块的设计中心思想是把不同老炼系统的信道特性作分析,并找出共同或相近的地方,然后在考虑老炼试验细部的要求后设计出相关的模块来达成所需要的功能.在最终的研究成果以及实际的应用中可以证实这样的设计具有可执行性而且也可以扩大应用的领域.     

评估芯片多层布线薄膜层间黏合性能的新方法

芯片小型化和超薄化的趋势促使晶圆级封装(WLP)技术变得更为普及.由于金属及低介电材料叠层制造的芯片后段(BEOL)薄膜层间黏合特性对WLP的切割良率以及产品出厂后的可靠性有很大的影响.提出了一种新型的芯片整体黏合性能的评估方法——拉伸实验,包括样品选取规则,拉伸实验样品的制备,成功的拉伸实验判定准则,以及对断裂样品的断裂面及拉力强度的分析方法.有两种典型的芯片拉伸曲线分别对应了脆性断裂(断裂面位于金属层上方的SiO2薄层)和韧性断裂(断裂面基本在凸块工艺的聚酰亚胺层或与白胶的接触面).对WLP芯片来说,优化后的多层布线薄膜工艺需要在拉伸实验中得到韧性断裂的结果验证,确保晶圆切割时不会发生芯片多层布线薄膜层间剥离的问题.     

耐擦写能力测试评估中的样本数选取方法

介绍了非挥发性记忆体产品在进行耐擦写能力测试评估时如何合理地选取样本数的方法.在集成电路的可靠性测试中,样本数通常被理解为样品数,即芯片的颗数.对样本数进行了新的定义,将样本数定义为"芯片颗数×扇区数".这种定义吻合产品可靠性测试对样本的基本定义,可以适用于所有的集成电路可靠性测试,尤其适用于非挥发性记忆体的耐擦写能力测试评估.为了保证相同的测试信心度,考虑到在耐擦写能力测试中周边电路对耐擦写能力测试结果的影响,依照对样本数新的定义,在进行样本数等值选取计算的时候,引入了一个全新的补偿因子f,并且给出了样本数等值计算的公式.实验结果表明,在引入补偿因子f后,样本数等值计算结果更加可靠.     

电迁移加速测试模型参数分析及其趋势研究

对电迁移加速测试模型Black方程中参数的内在物理含义进行了研究,指出参数数值本身代表着电迁移的不同失效机理;对其在不同技术节点的数据进行了系统总结,给出了加速参数随着技术发展的变化趋势与合理范围,可以利用加速参数对工艺中的问题提供改进方向,为判断测试结果,测试条件和测试结构是否合理提供了参考基准;讨论了威布尔分布在电迁移测试中应用的可行性与优点,威布尔分布的形状参数为判断测试结果是否合理提供了更直接、有用的参考信息.     

电迁移测试中模型参数估计方法的比较

电迁移（Electro—Migration,EM）是集成电路可靠性研究的重要项目之一。本文基于JESD63,基于最小二乘法（LSE）和基于极大似然估计（MLE）来研究不同的统计方法对电迁移的样本估计（t50,σ）和模型参数估计（Ea,n）的影响,并列举了不同统计方法在不同情况下的应用。为电迁移的数据分析提供了更多更灵活的处理方法,此外,对TDDB（Time Dependent Dielectric Breakdown）的参数估计同样适用。     

FIB参数对低介电常数介质TEM样品制备的影响

研究了使用聚焦离子束(FIB)方法制备低k介质的TEM样品时离子束参数对介质微观形貌的影响,发现低k介质的微观形貌与离子束参数具有较强的相关性。传统大离子束流、高加速电压的FIB参数将导致低k介质多孔性增加、致密度下降;且k值越低,离子束参数影响越大。对于亚65nm工艺中使用的k值为2.7的介质,当离子束流减小到50pA、加速电压降低到5kV时,FIB制样方法对介质致密度的影响基本可忽略,样品微观形貌得到了显著改善;而对于65nm工艺中使用的k值为3.0的介质,其微观形貌受离子束参数的影响则相对较小。     

超深亚微米IC的宇宙射线辐射软失效研究

辐射引起的软失效一直是影响半导体可靠性的一个重大问题.特别是宇宙射线引起的在地球表面的高能中子,由于其特有的高穿透性很难有效屏蔽防护.介绍了其造成半导体器件软失效的失效机理,并利用加速软失效测试模型分别对90,65和45nm工艺的随机静态存储器的软失效率进行了分析,研究了该类中子造成的软失效率的影响因素及相关规律.据此预测了更高工艺技术产品的中子软失效率,在为芯片设计和制造阶段就对中子辐射可靠性的防护提供了一定的参考和依据.