随着集成电路集成度的不断提高,半导体器件的尺寸不断缩小并向深亚微米发展,金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的热载流子效应成为影响集成电路可靠性的重要原因之一,这就要求器件或电路在设计初期阶段就必须严格把好可靠性这一关.热载流子会引起MOSFET漏极电流减小、阈值电压漂移和跨导下降等性能退化,最终导致器件失效.众所周知,热载流子效应正在成为实现亚微米特大规模集成电路(ULSI)的限制因素,热载流子效应的研究作为一个重要课题,一直为国内外有关研究者所重视.热载流子影响的分析方法对ULSI的可靠性也越来越重要.为了快速评价热载流子引起的MOSFET参数的退化,该文采用加速寿命试验方法.对器件加以不同的电应力,使器件处于最严酷的偏置条件(即栅极电压为对应于衬底电流峰值的电压).以漏极饱和电流来监控热载流子效应和器件性能退化,当△I<,ds>/I<,dso>达到10﹪时的失效时间定义为器件寿命.对实测数据进行拟合处理,通过退化量与应力时间的关系曲线,用外推法可得到器件的应力寿命.该文求出的退化模型参数n的范围在0.26~0.31,它主要与热载流子注入机制有关;而寿命模型参数m≈3.该研究根据所获得的模型参数外推得到器件正常工作条件下的寿命,并从中找出规律,从热载流子效应服从的对数正态分布的公式入手,借助各种数学统计方法和计算机语言,对加速应力条件下热载流子寿命试验数据处理方法进行研究,开发出了一套数据处理的简易软件.该软件对MOSFET热载流子退化/寿命进行预测模拟,可方便快捷地由累积失效概率为F(t)→失效时间t或由失效时间t→累积失效概率F(t),达到快速评价器件寿命的效果,使通过数据处理得出热载流子累积失效概率F(t)=x﹪时所对应的寿命时间成为可能,更好的指导工艺地改进,推动加速寿命试验在中国的应用与研究.该研究提出了一个数据处理的研究方向,希望能够为打破外国可靠性分析软件的垄断、摆脱对其的依赖性和加强可靠性分析软件国产化做出一点贡献.