[發明專利]用于預測芯片高溫操作壽命的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610196265.2
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107293501B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 簡維廷;朱月芹;宋永梁;趙永
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 11336 北京市磐華律師事務所
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種用于預測芯片高溫操作壽命的方法，其特征在于，所述方法包括：

對芯片內影響所述芯片的高溫操作壽命的器件進行偏壓溫度不穩定性測試，并對所述芯片進行高溫操作壽命測試；

基于所述偏壓溫度不穩定性測試和所述高溫操作壽命測試的測試結果建立所述器件的偏壓溫度不穩定性與所述芯片的高溫操作壽命之間的關系；

對隨后批次芯片中的器件實施晶圓級偏壓溫度不穩定性測試；以及

基于所述晶圓級偏壓溫度不穩定性測試的測試結果和所述關系預測所述隨后批次芯片的高溫操作壽命。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫操作壽命測試包括測試所述芯片的最小工作電壓的變化隨時間的變化。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述芯片為靜態隨機存儲器，測試所述芯片的最小工作電壓包括測試所述靜態隨機存儲器的讀操作最小工作電壓。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述影響所述芯片的高溫操作壽命的器件為所述靜態隨機存儲器的下拉晶體管。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述偏壓溫度不穩定性測試為對所述下拉晶體管的正偏壓溫度不穩定性的測試。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述偏壓溫度不穩定性測試包括測試所述下拉晶體管的閾值電壓的變化隨時間的變化。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述器件的偏壓溫度不穩定性與所述芯片的高溫操作壽命之間的關系表示為單個器件閾值電壓退化與存儲器讀操作最小工作電壓退化之間的關系。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏壓溫度不穩定性測試和所述高溫操作壽命測試在相同的測試應力條件下進行。

9.一種用于預測芯片高溫操作壽命的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

第一測試單元，用于對芯片內影響所述芯片的高溫操作壽命的器件進行偏壓溫度不穩定性測試，并對所述芯片進行高溫操作壽命測試；

分析單元，用于基于所述偏壓溫度不穩定性測試和所述高溫操作壽命測試的測試結果建立所述器件的偏壓溫度不穩定性與所述芯片的高溫操作壽命之間的關系；

第二測試單元，用于對隨后批次芯片中的器件實施晶圓級偏壓溫度不穩定性測試；以及

預測單元，用于基于所述晶圓級偏壓溫度不穩定性測試的測試結果和所述關系預測所述隨后批次芯片的高溫操作壽命。

10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述高溫操作壽命測試包括測試所述芯片的最小工作電壓的變化隨時間的變化。

11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述芯片為靜態隨機存儲器，所述第一測試單元所進行的高溫操作壽命測試包括對所述靜態隨機存儲器的讀操作最小工作電壓的測試。

12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述影響所述芯片的高溫操作壽命的器件為所述靜態隨機存儲器的下拉晶體管。

13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述第一測試單元所進行的偏壓溫度不穩定性測試為對所述下拉晶體管的正偏壓溫度不穩定性的測試。

14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述偏壓溫度不穩定性測試包括測試所述下拉晶體管的閾值電壓的變化隨時間的變化。

15.根據權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述分析單元所建立的所述器件的偏壓溫度不穩定性與所述芯片的高溫操作壽命之間的關系表示為單個器件閾值電壓退化與存儲器讀操作最小工作電壓退化之間的關系。

16.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一測試單元在相同的測試應力條件下實施所述偏壓溫度不穩定性測試和所述高溫操作壽命測試。