ULSI不挥发存储器工艺和产品可靠性测试研究

发布时间：2021-08-01 10:57

　　自上世纪60年代以来,作为存储器两大分支之一的不挥发存储器经历了有掩膜式的只读存储器（Mask ROM）,紫外光擦除的电可编程存储器（UVEPROM）,电可擦写的不挥发存储器（EEPROM）,闪存（Flash）等等。根据市场需求的不同,大部分都还应用在我们日常用的电子产品当中,象游戏卡,公交卡,智能卡,U盘啊等内部都有不挥发存储器芯片的踪影。可靠性研究的是产品在正常使用情况下的寿命情况。作为产品质量的重要属性,可靠性越来越受到人们的重视。一个可靠性不好使用寿命短的产品是必然要被市场所淘汰。因此,除了优化生产线的工艺条件外,设计人员现在在产品设计阶段和版图规划过程中也都会考虑到避免潜在的可靠性问题从而减少损失.集成电路的总是往更高密度,更高存储量,更快速度的方向发展。随着先进技术的应用,关键尺寸（CD）的不断降低,随之带来的不断上升的电场,漏电流等都给半导体产品的可靠性提出了挑战;随着产品使用时间的推移,寿命的临近,MOS器件的退化,阈值电压漂移,氧化层的击穿,跨导下降和金属连线的疲劳等都会使芯片的功能失效从而导致整个产品的报废。通常这些失效都被要求在10年,20年甚至更长以后。因此为了... 

【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

存储器功能分类图

确定对相应工艺条件和工艺参数的要求，并在不断提高工艺水平和工序能力的基础上，加强工艺参数的监测和工艺过程的统计控制，以确保能持续地生产出高可靠性的Ic产品。如下图3一1半导体生产链的 wafermaking部分，通常分为前段工艺(FEOL)和后段工艺(BEOL)，前段工艺要考察的主要是指氧化层的寿命，器件参数稳定性等可靠性问题，后段工艺则主要考虑金属连线的电迁移问题等。Desi幼W确rM砍ing CCCircuitDesignlllllMasklllllWafeTTT FFFTjBIIIII1Paekageeeee一CifeUitProbeeeMMMo血 lelllllSystemmm图3一1:半导体生产链根据不挥发存储器芯片相比于逻辑芯片在制造工艺当中的特殊性，其可靠性考察的方面也就相对更多，下面我们就各种不同的工艺可靠性测试进行介绍，包括测试方法，可靠性标准，失效分析和提高改善来展开，其中测试用的结构l2v]和方法主要是参考著名的电子设备工程联合委员会 (JEDEC:JoiniElectronic DeviceEngineeringcouncil)已经发布了一系列关于晶圆级可靠性测试的国际标准。

图3一3表征的是氧化层在TDDB测试过程中的随着缺陷的累积最后崩溃的刁、意图。AnodeAnod6Anode。龟知梅君叱每拳丫CathodeCathodeCathode图3一3:氧化层击穿过程栅氧化层内部及硅一二氧化硅界面处在TDDB测试过程中发生缺陷的积累，当某一局部区域的缺陷数达到某一临界值，触发局部电流密度上升，即发生击穿。通常，栅氧化层可以被认为有很多个这样小的局部区域并联组成，只要有一个局部区域发生击穿，整个氧化层就发生击穿。因此，TDDB测试的寿命数据一般用W亡ibull分布来描述。在TDDB测试中通常将样品置于不同的温度应力与电压应力下进行恒加速测试，由于加速应力测试要求不能改变器件的失效机理，一般假设各应力水平下Weibull分布的形状参数p是相等的。在得到了各应力水平下每个样品的寿命数据后，根据Weibull分布的参数估计方法可以得到W七ibull分布的形状参数p和各应力下的尺度参数。，进一步通过加速模型可以得到正常使用应力下栅氧化层寿命分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]PMOSFET的NBTI效应[J]. 李若瑜,李斌,陈平,韩静.  半导体技术. 2005(05)
[2]NBTI和HCI混合效应对PMOSFET特性退化的影响[J]. 韩晓亮,郝跃.  西安电子科技大学学报. 2003(04)
[3]VLSI圆片级可靠性技术[J]. 章晓文,恩云飞.  电子产品可靠性与环境试验. 2002(03)



本文编号：3315399