[發(fā)明專利]電壓超調對介電失效/擊穿的影響的分析實驗估計器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310024289.6
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103218473A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設計）人: E·Y·吳
• 申請（專利權）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術領域

本發(fā)明涉及設計和測試集成電路器件，更具體地說，涉及確定電壓超調狀況對此類集成電路器件內(nèi)的電介質的影響的方法和系統(tǒng)。

背景技術

眾所周知，微電子電路/產(chǎn)品的最大工作電壓與微電子電路中所用的介電絕緣體材料的失效或擊穿緊密相關。最大電壓傳統(tǒng)上可根據(jù)介電失效模型進行估計，其中假設這些工作電壓在一個周期內(nèi)保持恒定。換言之，就電壓超調而言，通常忽略任何電壓波形的時間相關性。目前，沒有一種簡單、直接的方法可從數(shù)量上估計任何波形的電壓超調/欠調對介電失效可靠性的影響。

發(fā)明內(nèi)容

此處的一種示例性方法使用與集成電路器件相連的測試設備測試所述集成電路器件，以便測量當所述集成電路器件的電壓超過基礎工作電壓時發(fā)生的電壓超調狀況，以及測量當所述集成電路器件的電壓未超過所述基礎工作電壓時發(fā)生的正常工作狀況。此方法還使用可訪問歷史數(shù)據(jù)的計算機化機器確定所述正常工作狀況的失效分數(shù)（failure?fraction）。所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)包括在所述正常工作狀況期間發(fā)生的介電失效的比例。此方法使用所述計算機化機器計算在所述測試期間施加于所述集成電路器件的電壓波形的平均超調電壓。此方法使用所述計算機確定所述電壓超調狀況的失效分數(shù)。所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)包括在所述電壓超調狀況期間經(jīng)歷介電失效的所述集成電路器件的比例。所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)基于所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)和所述平均超調電壓。此方法使用所述計算機化機器確定總失效分數(shù)，所述總失效分數(shù)包括所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)和所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)的總和。此方法使用所述計算機化機器將所述總失效分數(shù)與可靠性目標進行比較，從而確定所述總失效分數(shù)是否可接受，并通過所述計算機化機器報告所述總失效分數(shù)是否可接受。如果所述總失效分數(shù)不可接受，則此方法可以修改所述集成電路器件的制造工藝，或者如果所述總失效分數(shù)不可接受，此方法可以修改所述集成電路器件的電路設計（以導致不同的電壓超調狀況）。

此處的另一示例性方法使用與集成電路器件相連的測試設備測試所述集成電路器件，以便測量當所述集成電路器件的電壓超過基礎工作電壓時發(fā)生的電壓超調狀況，以及測量當所述集成電路器件的電壓未超過所述基礎工作電壓時發(fā)生的正常工作狀況。所述測試在所述集成電路器件的整個有用工作壽命期間執(zhí)行并產(chǎn)生歷史數(shù)據(jù)。此方法確定所述集成電路器件的老化時間。此方法還使用可訪問所述歷史數(shù)據(jù)和所述集成電路器件的所述老化時間的計算機化機器確定所述正常工作狀況的失效分數(shù)。所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)包括在所述正常工作狀況期間發(fā)生的介電失效的比例。此方法使用所述計算機化機器計算在所述測試期間施加于所述集成電路器件的電壓波形的平均超調電壓。此方法使用所述計算機化機器確定所述電壓超調狀況的失效分數(shù)。所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)包括在所述電壓超調狀況期間經(jīng)歷介電失效的所述集成電路器件的比例。所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)基于所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)和所述平均超調電壓，并可附加地基于占空因數(shù)、加電小時數(shù)壽命、最大允許電壓、使用溫度和柵（gate）介電面積。此方法使用所述計算機化機器確定總失效分數(shù)，所述總失效分數(shù)包括所述正常工作狀況的所述失效分數(shù)和所述電壓超調狀況的所述失效分數(shù)的總和。此方法使用所述計算機化機器將所述總失效分數(shù)與可靠性目標進行比較，從而確定所述總失效分數(shù)是否可接受，并且通過所述計算機報告所述總失效分數(shù)是否可接受。如果所述總失效分數(shù)不可接受，則此方法可以修改所述集成電路器件的制造工藝，或者如果所述總失效分數(shù)不可接受，可以修改所述集成電路器件的電路設計（以導致不同的電壓超調狀況）。