[發明專利]一種半導體器件失效分析的方法有效

申請號：	201410469022.2	申請日：	2014-09-15
公開（公告）號：	CN104376878B	公開（公告）日：	2018-08-03
發明（設計）人：	張宇飛;羅旭;仝金雨;蘇捷峰	申請（專利權）人：	武漢新芯集成電路制造有限公司
主分類號：	G11C29/56	分類號：	G11C29/56
代理公司：	上海申新律師事務所 31272	代理人：	吳俊
地址：	430205 湖北***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種半導體器件失效分析方法
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【說明書】：

本發明涉及半導體可靠性分析領域，尤其涉及一種半導體器件失效分析的方法。本發明建立一種針對存儲器的失效分析的方法，通過對失效區域及其周圍區域的連接通孔進行電壓對比分析并對電壓對比分析結果剖析，以檢測出快閃存儲器由于冗余替換的存儲區域缺陷經過可靠性測試或實際使用后造成的臨近區域的失效問題。在可靠性失效中對冗余替換的信息進行分析，為冗余電路的替換造成的可靠性失效問題提供有力的分析依據，并對可靠性失效率的降低提供了分析及改善的方向。

技術領域

本發明涉及半導體可靠性分析領域，尤其涉及一種半導體器件失效分析的方法。

背景技術

隨著快閃存儲器(Flash Memory)存儲單元不斷地朝著高集成度和大容量化的方向發展，存儲器制造工藝越來越繁瑣，存儲器在制造過程中出現缺陷的可能性也隨之提升，為了補償制造過程中所產生的存儲單元的物理缺陷，通常在晶圓測試過程中采用冗余(Redundancy)電路替換了該缺陷的區域以實現對有故障的存儲單元進行修復(Repair)，從而改善作為高集成度存儲器件的存儲性能以及芯片成品率。但是，經過一定時間或次數的可靠性測試之后，物理上依然存在的該缺陷會影響附近正常的區域，從而導致可靠性問題，即由于冗余電路的替換提高了可靠性失效率。

目前的失效分析(FA)技術只能依據電性的失效地址去分析物理失效模式，如果在晶圓測試沒有記錄冗余替換信息或者無法得到該信息的情況下，就無法知道該區域是否由于晶圓測試中冗余電路的替換造成了可靠性的失效。對可靠性失效問題的根本原因的分析不利，也很難提供改善的方向。由此，如何分析由于存儲單元冗余導致的存儲器可靠性問題成為本領域技術人員面臨的一大難題。

發明內容

快閃存儲器在用戶實際使用或者做耐力(Endurance)可靠性測試時，是反復寫入(Program)與擦除(Erase)的過程。對于被替換的有缺陷的區域而言，實際物理上還存在于該存儲陣列內，擦除的過程對整個器件的體區(bulk)所加的電壓會一直對該區域有軟擦除(soft Erase)的效果，但寫入的動作對該區域幾乎沒有影響，這樣使得閾值電壓變得越來越低，漏電(leakage)變大，從而通過連接通孔的電壓對比觀測該到被替換區域的異常。

一種半導體器件失效分析的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一具有缺陷的失效樣品；

確定所述缺陷在所述失效樣品上所處的物理位置；

對所述失效樣品進行正面減薄工藝，以將位于所述物理位置及臨近該物理位置的連接通孔均予以暴露；

對暴露的所述連接通孔進行電壓對比分析，以獲取暴露的連接通孔的表征圖像；

根據所述表征圖像判斷是否是由于冗余電路替換造成的所述缺陷；

若是由于冗余電路替換造成的所述缺陷，則對所述失效樣品的冗余算法進行優化。

上述半導體器件失效分析方法，其中，所述方法還包括：

通過采用電性失效分析的方法和/或動態熱點失效分析的方法來確定所述缺陷在所述失效樣品上所處的物理位置。

上述半導體器件失效分析方法，其中，所述方法還包括：

對所述失效樣品進行所述采用電性失效分析的方法獲取所述缺陷在所述失效樣品上所處的物理位置；

若不能確定所述缺陷在所述失效樣品上所處的物理位置，則繼續采用所述動態熱點失效分析的方法來確定所述缺陷在所述失效樣品上所處的物理位置。