国家标准计划《半导体器件 关于MOS晶体管的热载流子试验》由 TC78(全国半导体器件标准化技术委员会)归口 ,主管部门为工业和信息化部(电子)。
主要起草单位 工业和信息化部电子第五研究所 。
| 31 电子学 |
| 31.080 半导体分立器件 |
| 31.080.01 半导体分立器件综合 |
本标准等同采用IEC国际标准:IEC 62416:2010。
采标中文名称:半导体器件 关于MOS晶体管的热载流子试验。
热载流子是指其能量比费米能级大几个kT以上的载流子,这些载流子与晶格不处于热平衡状态。
热载流子通过声子发射把能量传递给晶格,这会造成在Si/SiO2界面处能键的断裂,热载流子也会注入到SiO2中而被俘获。
键的断裂和被俘获的载流子会产生氧化层电荷和界面态,使氧化层电荷增加或波动不稳,这会影响沟道载流子的迁移率和有效沟道势能,这就是热载流子注入效应。
随着国内集成电路工艺技术的迅速发展,最小线宽从0.5微米到0.25微米、65纳米、再到14纳米发展的同时,集成电路中栅氧化层的厚度不断减薄,MOS管漏端的场强不断增大,热载流子注入效应仍对深亚微米、甚至纳米级CMOS工艺的可靠性构成潜在的威胁,要使产品的使用可靠性得到保证,必须对热载流注入效应的可靠性进行有效的监测和评价,以保证生产出的产品满足使用方的要求。
因此,为消除潜在缺陷,确保电路在整个产品寿命期间有良好的可靠性,需要对集成电路中的热载流子注入效应进行定量评价。
MOSFET晶体管热载流子试验方法的制定,将对MOSFET晶体管热载流子注入效应给出定量考核依据,对提高集成电路的可靠性,保证整机系统的高可靠起到巨大的推动作用,并进而推动集成电路产业的国产化进程。
本标准的范围是描述圆片级的NMOS和PMOS晶体管热载流子测试,以确定某个CMOS工艺中的单个晶体管是否满足所需的热载流子注入效应的寿命时间。 主要技术内容包括:直流应力下的测试结构要求、应力时间和应力条件选择、样品量、温度、失效判据和寿命计算方法,包括交流应力下的寿命时间计算方法。