【摘 要】
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随着集成电路技术发展,场效应晶体管的沟道尺寸不断缩小,其可靠性问题也随着电场强度和电流密度的增大而变得日益突出。作为影响可靠性和造成器件失效的主要机理之一,热载流子注入效应在器件可靠性研究中备受关注,相关的可靠性测试在整个芯片生产过程中的重要性也日益突出。可靠性测试通常根据各类物理机制对器件的退化现象建立模型。对于热载流子注入效应,传统做法是通过加速应力试验建立以I-V特性为影响因子的数学物理模型
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随着集成电路技术发展,场效应晶体管的沟道尺寸不断缩小,其可靠性问题也随着电场强度和电流密度的增大而变得日益突出。作为影响可靠性和造成器件失效的主要机理之一,热载流子注入效应在器件可靠性研究中备受关注,相关的可靠性测试在整个芯片生产过程中的重要性也日益突出。可靠性测试通常根据各类物理机制对器件的退化现象建立模型。对于热载流子注入效应,传统做法是通过加速应力试验建立以I-V特性为影响因子的数学物理模型,然后将符合实际情况的工作条件代入模型计算器件寿命,评估其是否达到可靠性要求。采用这类可靠性测试方法,完成一个测试单元全部测试流程的时间常常达到10000秒以上。因此,这类传统方法适用于测试时间充足、器件数量较少的场景,但在超大规模集成电路的实际生产流程中可靠性测试所占的时间应尽量缩短。在这样的背景下,测试效率更高的阵列测试技术就应运而生了。本文聚焦55 nm和40 nm工艺节点的器件可靠性研究,分别采用Core器件和IO器件设计规则,按照晶体管设计流程设计单管器件和阵列器件,并投入流片生产。然后,运用新型的阵列测试技术对两种结构进行热载流子注入效应的可靠性测试,并根据JESD标准开展数学物理模型的建立与分析工作。在评估所设计器件的寿命的同时,进一步深入探讨了阵列测试结构的优缺点,并且提出后续改进方案。
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