[发明专利]一种CMOS器件极限低温特性评价方法

权利要求书

1.一种CMOS器件极限低温特性评价方法，其特征在于：该评价方法包括以下步骤：

步骤1，确定被测CMOS器件与测试参数：根据被测CMOS器件，明确该器件的管脚定义、工作条件，以及测试参数、测试条件与参数规定的上下限；

步骤2，搭建极限低温测试平台，该测试平台能够对被测CMOS器件进行极限低温环境下的管脚连通测试、功能测试和参数测试；

步骤3，开展极限低温测试，记录测试参数在各测定温度下的测试结果；

步骤4，确定CMOS器件极限低温下工作的关键参数，选择极限低温下发生超差或者可能发生超差的参数作为CMOS器件的关键参数；

步骤5，建立以关键参数表征的CMOS器件应力强度干涉模型，得到CMOS器件极限低温下关键参数漂移导致CMOS器件失效的概率；

步骤5包括以下步骤：

步骤5.1，根据CMOS器件不同温度下性能参数的测试值，借助蒙特卡洛抽样法，拟合出各参数的概率分布曲线，以建立关键参数的随机应力模型；

步骤5.2，结合CMOS器件得到测试参数规定的上下限，建立关键参数的恒定强度模型；

步骤5.3，依据应力强度干涉模型理论，建立以关键参数表征的CMOS器件应力强度干涉模型，并计算极限低温下关键参数漂移所导致的CMOS器件失效的失效概率；

步骤6，根据极限低温下关键参数漂移导致CMOS器件失效的概率，计算CMOS器件极限低温下工作的失效概率；CMOS器件极限低温下工作的失效概率表达式为：

式中，P(T)为CMOS器件在温度T下的失效概率，P_i(T)为CMOS器件极限低温下关键参数漂移导致的CMOS器件失效概率，n为CMOS器件极限低温关键参数的总个数。

2.根据权利要求1所述的CMOS器件极限低温特性评价方法，其特征在于，步骤1中，对待检测CMOS器件的全部测试参数进行筛选，得到评价CMOS器件极限低温特性时的测试参数，过程为：

在极限低温测试中设定的最低温度下对CMOS器件的全部测试参数进行性能观察，若参数性能在该温度下有较大的变化，则选择该参数作为极限低温特性评价时的测试参数。

3.根据权利要求1所述的CMOS器件极限低温特性评价方法，其特征在于，步骤2中，极限低温测试平台包括以下试验装备：集成电路测试机台、超低温试验箱、温度信号采集系统和测试夹具；其中，集成电路测试机台用于CMOS器件的参数测试；超低温试验箱用于为CMOS器件提供低温环境；温度信号采集系统用于精确测量CMOS器件所处的环境温度；测试夹具用于实现CMOS器件各管脚与集成电路测试机台的电连接；

测试夹具包括测试座与极限低温测试夹具，其中，测试座可以商购得到，用于实现常温下CMOS器件各管脚与集成电路测试机台的电连接，极限低温测试夹具由测试座加工得到，用于实现低温下CMOS器件各管脚与集成电路测试机台的电连接。

4.根据权利要求3所述的CMOS器件极限低温特性评价方法，其特征在于，步骤3中，在开展极限低温测试前开展CMOS器件常温测试，常温测试共分为两组，第一组使用测试座，第二组使用极限低温测试夹具，以检测CMOS器件初始状态是否合格以及确认极限低温测量夹具的导线损耗；

导线损耗的测定方法为：分别计算两组常温测试中各性能参数的测试数据平均值，对比得出两组测试中各性能参数平均值的差值/倍值，并将各性能参数的差值/倍值作为极限低温测量夹具的导线损耗校正参数；其中，若两组测试各性能参数平均值的差值过大，处理极限低温测试数据时可能导致校正后的结果无意义，则可选择两组平均值的倍值作为极限低温测量夹具的导线损耗校正参数；差值为采用测试座时测试的数据减去采用极限低温测试夹具时测试的数据得到；倍值为采用测试座时测试的数据除以采用极限低温测试夹具时测试的数据得到。

5.根据权利要求4所述的CMOS器件极限低温特性评价方法，其特征在于：步骤3中，极限低温测试中，在参数测试前进行管脚连通测试，用以分析低温下CMOS器件各管脚连通性；

极限低温测试中，在参数测试前进行功能测试，用以分析低温下CMOS器件的逻辑功能。