[发明专利]热载流子注入退化性能的评估方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件领域，具体地说，涉及一种热载流子注入退化性能的评估方法。

背景技术

随着半导体制作工艺的发展，已进入深亚微米时代，半导体MOS器件本身的可靠性与IC芯片性能和使用寿命关系越来越紧密。在半导体器件的制造过程中，热载流子注入（hot carrier injection ，HCI）是影响半导体MOS器件性能的重要因素，其会直接引起半导体MOS器件性能的退化，比如阈值电压Vt的漂移、饱和漏电流I_dsat的下降，因此热载流子注入成为了MOS器件可靠性测试的一项重要指标。

现有技术中，热载流子的计算方法是在直流信号下进行的，其具体过程可简要概述为：将待测器件的栅和漏端分别加载一个高于工作电压的直流信号，并每隔一段时间测量该器件的电性能，如饱和漏电流I_dsat、阈值电压Vt等，计算其退化量，计算该半导体MOS器件的电性能退化量，从而得到该器件的热载流子退化性能，作为半导体MOS器件可靠性的计算标准。

但是，由于半导体MOS器件在实际工作中是处于交流电压信号状态下，而在用热载流子退化性能计算期可靠性时，却是基于直流信号的计算方法，因此导致获得计算结果并不能准确的反应半导体MOS器件的可靠性。另外，如果在计算时，直接在半导体MOS器件上加载与实际情况相符的交流电压信号，则会造成交流频率过快，电性能退化量太小而无法测出的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热载流子注入退化性能的评估方法，用以提高现有技术中计算方法的可靠性，以及避免现有技术中如果基于交流电压信号进行计算导致的无法测出退化性能的情况。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热载流子注入退化性能的评估方法，该方法包括： 

步骤1、在一半导体MOS器件的漏端、源端分别加载对应的漏端电压、源端电压；并依次从交流电压信号被均分形成的多份交流电压信号中选择一份交流电压信号加载到半导体MOS器件的栅端并保持预定加载时长；

步骤2、在预定加载时长之后，去除漏端、源端、栅端分别加载对应的漏端电压、源端电压以及加载的栅端电压，测量半导体MOS器件的实时电性能参数；

步骤3，在所述预定加载时长内，遍历从交流电压信号被均分形成的多份交流电压信号中的每一份交流电压信号，根据所述实时电性能参数获得每一份交流电压信号下的电性能参数退化分量；

步骤4、选择与所述半导体MOS器件同型号的至少另外两个半导体MOS器件，并针对每个半导体MOS器件分别在不同的所述预定加载时长内重复上述步骤1-3，获得至少另外两个半导体MOS器件在每一份交流电压信号下的电性能参数退化分量；

步骤5、根据预定加载时长以及至少三个半导体MOS器件在每一份交流电压信号下的电性能参数退化分量，计算所述型号半导体MOS器件的电性能退化量。

与现有的方案相比，通过使用交流电压信号，并将该将交流电压信号均分为若干份，在每一份交流电压信号测得对应的实时电性能参数以及对应的电性能参数退化分量，据此统计不同加载时长内的电性能参数退化分量以进行拟合，得到拟合结果，从而完成计算半导体MOS器件的电性能退化量，提高了现有技术中计算方法的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例热载流子注入退化性能的评估方法；

图2为上述本发明实施例一具体应用场景中使用的交流电压信号；

图3为三条拟合幂函数的示意图。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明的下述实施例中，通过使用交流电压信号，并将该将交流电压信号均分为若干份，在每一份交流电压信号测得对应的实时电性能参数以及对应的电性能参数退化分量，据此统计不同加载时长下的电性能参数退化分量以进行拟合，得到拟合结果，从而完成计算半导体MOS器件的电性能退化量。

图1为本发明实施例热载流子注入退化性能的评估方法，如图1所示，计算方法包括：

步骤101、在一半导体MOS器件的漏端、源端分别加载对应的漏端电压、源端电压；并依次从交流电压信号被均分形成的多份交流电压信号中选择一份交流电压信号加载到半导体MOS器件的栅端并保持预定加载时长；