[发明专利]确定EM测试结构中加速因子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路测试领域，特别涉及一种确定EM测试结构中加速因子的方法。

背景技术

Ea和N分别是EM(EM：Electro-Migration，电迁移)测试结构的温度活化能和电流加速因子。对应不同的工艺、不同的结构或不同的材料，温度活化能Ea和电流加速因子N都会不一样。因此，对于新工艺、新结构或新材料，都要重新推导Ea和N，以便更精确的推导出EM测试结构的使用寿命。

传统的获得EM测试结构的两个加速因子的方法是3J3T实验(参考《电子器件工程联合委员会标准》，1998.2，《计算电迁移模型中电流密度和温度参数的标准方法》(<JEDEC STANDARD JESD63>，February 1998 standardmethod for calculating the electro migration model parameters forcurrent density and temperature)。即，实验分两步进行：固定温度，通过3组不同的电流加速实验推导出N；固定电流，通过3组不同的温度加速实验推导出Ea。上述两步顺序可以颠倒。

传统的做法是依据Black方程(1)，通过两组实验分别推导出Ea和N。Black方程：

t50=A·J-N·exp(EaKT)---(1)]]>

t50：该组样品在累计实效率为50％时的寿命，也称中位寿命，

A：常数，仅与材料和结构有关，

Ea：温度加速因子，也称活化能，单位为eV，

N：电流加速因子，

J：电流密度，单位为MA/cm²，

K：玻尔兹曼常数，8.617E-5eV/K，

T：绝对温度，单位为K。

实验方案如表1所示，表1中，○表示有该组实验，NA表示没有该组实验。第一组实验：固定温度(炉温)，做至少3组不同的电流加速实验，推导出N，称为推N实验，推导原理如图1所示；第二组实验：固定电流，做至少3组不同的温度(炉温)加速实验，推导出Ea，称为推Ea实验，推导原理如图2所示。这样传统方法至少需要5组实验才能较为精确地推出Ea和N。当然，从原理上来讲，在推N和推Ea实验中，各用2组实验即可得出N和Ea，但是这样的结果误差会很大，不如3组实验的结果精确。

表1：