[发明专利]MOS器件热载流子注入寿命退化的测试方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及MOS器件可靠性测试技术领域，特别是涉及一种MOS器件热载流子注入寿命退化的测试方法和装置。

背景技术

随着MOSFETs(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors，金属氧化物半导体场效应晶体管)尺寸不断减小，半导体制造工艺已经进入深亚微米时代，且向超深亚微米发展。半导体器件可靠性越来越直接影响着IC(integrated circuit，集成电路)芯片的性能和使用寿命。但是，由于MOSFETs尺寸等比例缩小，器件工作电压并没有相应等比例减少，所以，器件内部的电场强度随器件尺寸的减小反而增强。在小尺寸器件中，由于器件沟道长度减小，在漏端附近会形成很高的电场强度，由于这种横向电场作用，在漏端的强场区，沟道电子获得很大的漂移速度和能量，成为热载流子。在深亚微米工艺中，随着MOSFETs尺寸的日益缩小，MOSFETs的HCI(Hot carrier injection，热载流子注入)效应越来越严重，其引起的器件性能的退化是影响MOSFETs可靠性的重要因素之一。因此，HCI测试已成为MOSFETs可靠性测试的主要测试项目之一。

当前，一般n-MOSFETs热载流子注入寿命退化的测试是按照JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council，电子元件工业联合会)标准进行。JEDEC标准中提供了三种热载流子注入寿命退化的测试模型：

(1)基底/漏端电流比例模型：

根据公式：log(ttarID,stressW)=logH-m×log(IB,stressID,stress),]]>其中，H、m为须通过实验数据算得的常数；t_tar为使用条件时的寿命；I_D,stress为应力条件下的漏端电流；I_B,stress为应力条件下的基底电流；W为沟道宽度；通过实验所得的数据值算出常数H、m，则可以算出使用条件时的寿命t_tar。

(2)漏源电压加速模型：

根据公式：其中，t_o、B为须通过实验数据算得的常数；t_tar为使用条件时的寿命；V_DS,stress为应力条件下的源漏电压；通过实验所得的数据值算出常数t_o、B，则可以算出使用条件时的寿命t_tar。

(3)基底电流模型：

根据公式：其中，C、b为须通过实验数据算得的常数；t_tar为使用条件时的寿命；I_B,stress为应力条件下的基底电流；W为沟道宽度；通过实验所得的数据值算出常数C、b，则可以算出使用条件时的寿命t_tar。

(4)温度加速模型：