一种GaAs基Si 3 N 4 薄膜斜坡电压测试方法及其应用

发布时间：2022-01-10 00:54

　　为快速、准确地评估Si₃N₄薄膜的可靠性,参照联合电子设备工程委员会（JEDEC）的相关标准,采用斜坡电压法在5 V/s和0.5 V/s两种加压速率下对厚度为100 nm的GaAs基Si₃N₄薄膜进行测试,测试样品的总面积不小于20 cm²。结合斜坡电压法的测试结果,评估该Si₃N₄薄膜生产工艺的可靠性风险程度和Si₃N₄薄膜的耐压水平、缺陷密度和良率水平,并且为经时击穿（TDDB）线性电场模型预估Si₃N₄薄膜的寿命提供可靠数据。结果表明,当目标良率为99.99%时,5 V/s和0.5 V/s下Si₃N₄薄膜的耐压值分别为23 V和18 V;当目标良率为95%时,5 V/s和0.5 V/s下Si₃N₄薄膜的耐压值分别为87 V和82 V。另外,该Si_... 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

Si3N4薄膜击穿前后的Imonitor-Vramp曲线

在斜坡电压自动点测的过程中,通过整理自动探针点测台定期输出的原始数据,定期更新累积失效记录表。图2为累积失效概率(P)曲线。在斜坡电压测试过程中就可以绘制出累积失效概率曲线,直至测试结束。从累积失效记录表和累积失效概率曲线中可以及时得到失效数、击穿电压和测试进度等信息,直观地看出击穿电压的整体分布情况。为了得到足够数量的击穿数据并减小样品本身差异导致的误差,参照JEDEC的相关标准[6-7],确定样品测试总面积应不小于10 cm2,在测试面积满足10 cm2后,经式(1)换算可以得到目标缺陷密度为

表4 R=0.5 V/s下样品的累积失效数据Tab.4 Cumulative failure data of the sample at R=0.5 V/s 击穿电压/V 累积失效数/个 累积失效面积/cm2 累积失效概率/% 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 … … … … 17 1 0.000 85 0.008 5 18 1 0.000 85 0.008 5 19 2 0.001 7 0.017 … … … … 94 11 760 9.996 0 99.957 5 95 11 763 9.998 6 99.983 5 96 11 765 10.000 25 100图4 R=0.5 V/s下样品的累积失效概率曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种异常VrampI-V曲线分析及其应用探讨[J]. 简维廷,何俊明,张荣哲,赵永.  中国集成电路. 2009(10)
[2]GaAs MMIC钝化层介质Si3N4的可靠性评价[J]. 李斌,林丽,黄云,钮利荣.  华南理工大学学报(自然科学版). 2005(12)
[3]GaAs MMIC的MIM电容Si3N4介质的TDDB评价[J]. 黄云,钮利荣,林丽.  固体电子学研究与进展. 2005(03)
[4]Si3N4薄膜的成分与结构研究[J]. 赵毅红,陈荣发,刘伯实.  真空. 2004(04)
[5]斜坡电压法评价栅氧化层TDDB寿命[J]. 肖金生,G.Kervarrec.  电子产品可靠性与环境试验. 1995(01)



本文编号：3579758