斜坡电流测试应用与比较方法研究

讨论了斜坡电流测试的相关参数如电流斜坡速率、步长及电流倍增速率对测试结果击穿电荷具有的严重影响。指出斜坡电流测试中各个参数的设定、影响及其相关性,使斜坡电流测试的结果具有可比较性。同时,讨论了由于斜坡电流测试本身的特性,击穿电荷具有非连续性,针对击穿电荷的非连续性,提供了一种统计上的数据处理方法,并且根据工程上不同的定性比较结果提供了不同的统计比较方法,可以对非连续的斜坡电流测试结果进行定量的统计比较。在产品验证或生产线出现异常时,能够进行统计上的比较,给出定量的结果。据此能对生产线的稳定性或异常事件对产品的影响给出明确的结论,为受影响的产品的处置提供定量的数据支持。这是首次对斜坡电流测试数据的统计定量分析。     

基于原子层淀积Al2O3及多层TiN结构的MIS电容早期失效研究及工艺优化

研究采用化学气相沉积多层TiN薄膜、原子层沉积Al2O3及半球型晶粒多晶硅制备金属－绝缘体－硅结构的电容器。并研究了沉积工艺及后处理对金属－绝缘体－硅电容器的TDDB(时间相关电介质击穿)性能的影响。通过优化前驱物为Al(CH3)3和O3的原子层淀积工艺制备得到Al2O3薄膜,利用俄歇电子能谱分析没有发现碳残留,且二次离子质谱分析结果表明氢含量可降低至约9 1019atoms/cm3。电容器上极板是利用反应物为TiCL4和NH3的化学气相沉积制备的多层结构TiN, 且每层TiN薄膜经过120秒的氨气氛后处理。因多层结构TiN可获得更薄的非晶态层从而成为更好的扩散阻碍层,能有效地阻碍杂质元素扩散到Al2O3导致其介电性能退化。X射线色散谱分析结果表明,该电容器的TiN薄膜中未发现氯残留。该电容器工作电压区间的漏电流低于1 10-12 A/cm2。在与时间相关的加压加温可靠性测试条件下无早期失效现象。该新型电容器因其更低杂质成分从而有着优良的可靠性,可应用到先进的动态随机存储器技术。     

器件工艺可靠性测试数据比较方法的研究

热载流子注入(hot carrier injection,HCI)效应和负偏压温度不稳定性(negative biastemperature instability,NBTI)是集成电路中重要的前段器件工艺可靠性测试项目。通过引入工业统计学,详细讨论了在不同工艺制造情况或测试环境下HCI/NBTI效应可靠性差异的比较方法。这些对于HCI/NBTI测试比较方法的总结,有利于合理分析工艺可靠性测试结果,协助晶圆生产部门找出失效机理,不断改善工艺制程并保持工艺的稳定性。     

半导体生产测量设备的匹配

半导体集成电路生产涉及的工艺非常广泛、复杂。在线实时测量线上工艺品质指标是半导体集成电路生产的一个重要方面。测量机台的种类繁多，而且，通常同一类的机台数量也很多，尤其是在一个具有多条生产线的大厂（Virtual Fab，One Mega Fab，Uni-Fab）。     

封装级电迁移可靠性截尾测试

电迁移（Electro Migration）效应是集成电路中重要的可靠性项目。本文提出了测试思想从传统的“测试到失效”（Testto Fail）到“测试到目的”（Testto Target）的转变，详细讨论了定数与定时截尾（Censored）测试在封装级电迁移测试中的应用，分析了实际测试当中可能碰到的各种情况并提出了处理方法，总结了一个完整的截尾测试处理流程。     

电迁移测试中模型参数估计方法的比较

电迁移（Electro—Migration,EM）是集成电路可靠性研究的重要项目之一。本文基于JESD63,基于最小二乘法（LSE）和基于极大似然估计（MLE）来研究不同的统计方法对电迁移的样本估计（t50,σ）和模型参数估计（Ea,n）的影响,并列举了不同统计方法在不同情况下的应用。为电迁移的数据分析提供了更多更灵活的处理方法,此外,对TDDB（Time Dependent Dielectric Breakdown）的参数估计同样适用。     

实验设计在集成电路研发中的重要性

全球最著名的统计软件公司SAS在它的JMP软件实验设计手册的封面引用了法国著名的小说家、评论家Marcel Proust的一句话:"真正有所发现的航行不在于寻找一片新的风景,而在于拥有一双新的眼睛"。而这双新的眼睛在这里指的就是科学研究的一个重要手段:实验设计(DOE:Design of Experiments)。     

TDDB improvement by optimized processes on metal-insulator-silicon capacitors with atomic layer deposition of Al_2O_3 and multi layers of TiN film structure

A metal-insulator-silicon （MIS） capacitor with hemi-spherical grained poly atomic layer deposition （ALD） deposited Al2O3 and multi-layered chemical vapor deposition （CVD） TiN structure is fabricated. The impact of the deposition process and post treatment condition on the MIS capacitor＇s time-dependent dielectric breakdown （TDDB） performance is also studied. With an optimized process, it is confirmed by Auger electron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry analysis that the Al（CH3）3/O3-based ALD Al2O3 dielectric film is carbon free and the hydrogen content is as low as 9 × 1019 cm-3. The top electrode TiN is obtained by multi-layered TiCl4/NH3 CVD deposited TiN followed by 120 s post NH3 treatment after each layer. This has higher diffusion barrier in preventing impurity diffusion through TiN into the Al2O3 dielectric due to its smaller grain size. As shown in energy dispersive X-ray analysis, there is no chlorine residue in the MIS capacitor structure. The leakage current of the capacitor is lower than 1 × 10-12 A/cm2. No early failures under stress conditions are found in its TDDB test. The novel MIS capacitor is proven to have excellent reliability for advanced DRAM technology.     

基于仿真方法的可靠性试验样本大小决策

讨论分析了可靠性试验中样本大小决策的方法,提出了基于仿真的样本大小决策方法,初探了评估样本大小合理性的策略方案.针对对数正态(lognormal)可靠性分布函数,给出了仿真算法并进行了案例研究,结合实践的成本研究证明了方法是合理有效的.