[发明专利]一种失效分析定位方法

说明书

本发明提供了一种失效分析定位方法，应用于半导体领域中。在本发明所提供的失效分析定位方法中，其首先提供一具有SRAM芯片的测试样品，然后，利用纳米探针设备，并根据获取的所述测试样品所对应的芯片设计电性参数和新增栅极脉冲电压，对预处理后的测试样品进行电性测量，以通过包含所述新增栅极脉冲电压后的电性测量模拟所述SRAM芯片的实际工作状态的方式，确定出所述失效存储单元中存在失效缺陷的MOS管。从而实现通过在现有的电性测量确定SRAM芯片的失效MOS管的失效分析过程中，引入新的脉冲测试参数(新增栅极脉冲电压)，尽量使获取到的每一个MOS管的特性参数和特性曲线都无限接近芯片实际工作中的状态，以实现最终定位到具体失效MOS管的目的。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种失效分析定位方法。

背景技术

在半导体制造行业，失效分析一直是生产过程中一项非常关键的环节，通过定位芯片失效，找到芯片失效原因并解决，对提升研发进度，提高工艺健康度，达成客户良率预期等有着重要意义。而SRAM芯片由于结构的紧凑规则性和制造工艺上更接近逻辑产品的设计特性，是业界用来持续监测成熟工艺平台健康度和研发新工艺平台最常用的工具之一。

目前，随着半导体制造工艺的演化，SRAM芯片中MOS管的栅极由传统的Poly Gate变成了HK Gate，而有源结构则是由传统的平面AA结构变成了FinFET 3D结构，即，目前随着SRAM芯片的工艺越来越复杂，其失效机理也变得更为复杂、缺陷也更不易被捕获到。

为此，如何在SRAM芯片的工艺越来越复杂，其失效机理也变得更为复杂、缺陷也更不易被捕获到的情况下，针对其各类失效问题，如栅极空洞导致的栅极电阻、电容的改变而引起的器件响应速度变慢等软性失效，找到合适且可以准确定位出SRAM芯片中的某一失效MOS管的位置，以成为新的挑战，即，亟待我们找到新的分析方式以应对新问题的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种失效分析定位方法，以通过在现有的电性测量确定SRAM芯片的失效MOS管的失效分析过程中，引入新的脉冲测试参数(新增栅极脉冲电压)，尽量使获取到的每一个MOS管的特性参数和特性曲线都无限接近芯片实际工作中的状态，以实现最终定位到具体失效MOS管的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种失效分析定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一具有SRAM芯片的测试样品，所述SRAM芯片中至少包含一具有多个MOS管的失效存储单元；

利用纳米探针设备，并根据获取的所述测试样品所对应的芯片设计电性参数和新增栅极脉冲电压，对预处理后的测试样品进行电性测量，以通过包含所述新增栅极脉冲电压后的电性测量模拟所述SRAM芯片的实际工作状态的方式，确定出所述失效存储单元中存在失效缺陷的MOS管。

进一步的，所述测试样品中的SRAM芯片可以包括若干由多个MOS管组成的存储单元，而每个所述MOS管则具体可以包括栅极、源漏极以及分别用于电性连接所述栅极、源极和漏极的导电插塞。

进一步的，对所述测试样品进行的预处理的步骤可以包括：对所述测试芯片进行研磨去层处理，以暴露出连接每个所述MOS管的源极、漏极以及栅极的导电插塞。

进一步的，所述新增栅极脉冲电压的电压值随频率的改变而改变，所述新增栅极脉冲电压的频率可以与所述测试样品所进行的电性测量时所采用的频率一致。

进一步的，所述新增栅极脉冲电压的电压值随频率的改变而改变，所述新增栅极脉冲电压的频率可以为纳米探针设备的最高频率。

进一步的，所述新增栅极脉冲电压的取值可以≥0。

进一步的，对预处理后的测试样品进行电性测量的步骤可以包括：