_____本文援用地点：在古代ULSI电路中沟道热载流子（CHC）引诱的退化是一个主要的与牢靠性相干的成绩。载流子在经由过程MOSFET通道的年夜电场减速时取得动能。当年夜少数载流子达到漏极时，热载流子（动能十分高的载流子）因为原子能级碰撞的打击电离，能够在漏极邻近发生电子—空穴对。其余的能够注入栅极通道界面，攻破Si-H键，增添界面态密度。CHC的影响是器件参数的时光相干的退化，如VT、IDLIN跟IDSAT。这种通道热载流子引诱的退化（也称为HCI或热载流子注入）在NMOS跟PMOS器件上都能够看到，并会影响全部地区的器件参数，如VT、亚阈值斜率、Id-on、Id-off、Ig等。每个参数随应力时光的退化速度取决于器件的规划跟所应用的工艺。图1 通道热载流子退化CHC退化测试的进程一个典范的通道热载流子测试进程包含一个被测试器件（DUT）的初始化表征，而后是一个应力跟丈量轮回（图2）。在这个轮回中，器件蒙受的电压高于畸形任务电压的压力。器件参数包含IDLIN、IDSAT、VT、Gm等，在应力之间停止监测，并将这些参数的退化绘制为累积应力时光的函数。在停止此应力跟丈量回路之前，将丈量统一组器件参数作为基线值。图2 典范的CHC测试进程应力前提是基于最坏情形下的退化前提，这对NMOS跟PMOSFET是差别的。平日，对漏极电压应力，它应小于源极漏极击穿电压的90%。而后，在漏极应力电压下，栅极应力电压因晶体管范例跟栅极长度而差别。表1表现了应用差别技巧创立的NMOS跟PMOSFET的最坏情形退化前提。表1 NMOS跟PMOS FETs的最坏情形应力前提器件L≥ 0.35umL<0.25umN-MOSFETVg (max Isub)Vg (max Isub) or Vg=VdP-MOSFETVg (max Ig)Vg=Vd应用4200A-SCS半导体表征体系上的IMT能够很轻易地断定最坏情形下的应力前提。器件衔接在单个晶体管上履行CHC测试很轻易。但是，每个CHC测试平日须要很长时光才干实现，以是盼望有很多DUT并行施加压力，而后在应力之间按次序停止表征，以节俭时光。为了实现这一点，须要一个开关矩阵来处置并行应力跟应力之间的次序丈量。图3表现了针对多个DUT的典范CHC测试的硬件设置。4200A-SCS供给了应力电压跟丈量才能，而开关矩阵支撑并行应力跟多个器件的次序丈量。依据被测试器件的数目，应用可包容一个矩阵开关（12个器件引脚）的708主机，或许应用最多6个矩阵开关（最多72个引脚）的707主机。差别栅极跟漏极应力值的总数遭到体系中SMU数目的限度。图4阐明了应用8个SMU（统共8个差别的漏极跟栅极应力偏向）加上一个接地单位（接地端子）并联20个晶体管对器件停止压力测试的衔接图。图3 硬件设置连线图图4 应用8个SMU并行施加压力20个器件的示例。大众端子应用独自的接地单位（GNDU）断定器件参数被监测的热载流子参数包含VTH、GM、IDLIN跟IDSAT。这些参数在应力之前起首丈量，并在每个累积应力时光后从新丈量。IDLIN是器件在线性地区丈量漏极电流，而IDSAT是器件在饱跟地区丈量漏极电流。VTH跟GM能够用恒流法或内插/外插法来断定。在内插/外插法中，VTH是由IDS - VDS曲线的最年夜斜率来断定。4200A-SCS的公式编纂器东西年夜年夜简化了这些参数的提取。内置函数包含微分取得GM，MAX函数取得最年夜的GM（Gmext），以及最小二乘线拟合函数提取VTH（Vtext）。盘算这些参数的公式能够在4200A-SCS供给的HCI名目中找到，并在测试库中的响应的测试中找到。这些公式的一些例子包含：GM = DIFF(DRAINI,GATEV)GMEXT = MAX(GM)VTEXT = TANFITXINT(GATEV, DRAINI, MAXPOS (GM))最后一个公式（VTEXT）是ID-VG曲线在最年夜GM点处的切线拟合的x截距。一旦这些参数从各个测试上钩算出来，它们就能够经由过程选中“输出值”选项中的复选框来导出，以监测应力时光的退化。对每个测试，都能够抉择退出选项，容许体系跳过该器件，或许在器件呈现毛病时结束全部CHC测试。有关这些选项的更多具体信息，请参阅完全的4200A-SCS参考手册。设置应力前提在4200A-SCS软件的吉时利Clarius版本中加强的功效之一是名目树构造中能够增添一个应力轮回，能够施加电压跟电流应力。用户能够应用应力轮回在预设时光上设置直流应力。每个周期的应力时光能够以线性或对数的方法停止设置（见图5）。该特征用于CHC/HCI、NBTI、EM（电迁徙率）跟电荷捕捉利用，以供给恒定的直流应力（电压或电流）。在应力 / 丈量形式下，用户能够为被测器件的每个终端设置应力前提（图6）。在每个应力周期之后，4200A-SCS经由一个丈量序列，此中能够包含恣意数目跟范例的用户界说的测试跟参数提取。这些参数随时光的退化情形被绘制在应力求中。4200A-SCS 的“东西包”系统构造为用户在创立测试序列跟压力丈量方面供给了宏大的机动性。对要害参数，能够设置一个目的退化值（图6）。一旦该参数的退化超越了目的值，特定的测试将结束。经由过程打消不用要的压力跟丈量毛病器件上的周期，将会节俭了大批的时光。图5 应力轮回设置页面假如名目中界说了多个DUT，则能够使器件压力设置窗口中的“上一个器件”跟“下一个器件”按钮在器件之间停止切换（图6）。“复制”跟“粘贴”按钮能够用于将压力设置从一个器件复制到另一个器件中，而不须要在全部输入字段中从新输入全部信息。因为多个器件在差别的应力设置中并行施加应力，因而很难将所需的差别应力的数目跟可用于利用它们的SMU的数目接洽起来。按下“检讨资本”按钮，能够很轻易地断定能否有充足的SMU来处置全部波及的压力，并检查这些SMU是怎样调配给每个差别的压力的。假如开关矩阵衔接到体系上，而且假如终端上的应力为0V，则默许应用接地单位。图6 器件应力/引脚衔接/退化目的值设置窗口图7a表现了一个独自的数据表（图7a），它能够兼并到响应的应力设置窗口中，以保留有关周期指数、应力时光跟从应力之间的丈量中提取的监测参数的信息，如ID跟VT。数据将以Excel文件格局（.xls）主动保留在名目目次中，将数据以文本或Excel文件的情势导出到其余地位。假如体系处于应力/丈量形式，监测参数绝对于预应力丈量的退化会主动盘算，并能够绘制在图7b中。有关更多压力丈量的信息，在Clarius软件中供给的功效，请查阅完全的4200A-SCS参考手册。图7a) 应力数据表存储全部应力信息，包含应力时期的丈量成果跟应力之间丈量的选定参数。b) 退化百分比数据作为应力时光函数的图树立CHC名目上面的步调概述了构建CHC名目的典范进程。第一步：创立名目构造a.断定开关矩阵能否可用b.断定能否有充足的SMU可用c.构建名目构造第二步：在应力之间树立测试a.假如应用了开关矩阵，停止开干系接。b.应用ITM构建新的测试c.应用公式器东西盘算器件参数d.在公道前提下设置退出e.对监测退化，导出监测的参数值f.反复步调b到步调e，以监控更多的参数第三步：假如有多个DUT，则反复步调2。第四步：在子名目中，设置应力前提。a. 设置压力时光b. 设置器件应力前提i.应力电压 ii.引脚衔接iii.目的退化值iv.进入下一个器件第五步：运转名目并检讨退化数据图8 多个应力的叠加数据图参数退化数据跟原始丈量数据在名目运转时期主动以Excel文件格局保留。因而，即便名目在实现前就结束了，也曾经捕捉了丈量数据。应力之间的原始I-V曲线能够叠加在应力轮回上，以是很轻易看到I-V是怎样作为应力时光的函数而退化的。图8表现了笼罩21个应力轮回后的Vgs-Id曲线。图9是一个在晶圆片上测试五个地位的CHC名目的例子。4200A-SCS经由过程与市场上最罕见的半主动探针台兼容的内置驱动顺序把持探针台的挪动。图9 晶圆级CHC测试的典范论断Clarius软件中加强的应力丈量轮回能够轻松设置CHC测试。联合交互式测试界面、公式东西跟强盛的图形功效，Clariu软件使4200A-SCS成为评价器件牢靠性参数的幻想东西，如CHC引诱的MOSFETs退化，以及它在器件表征中更广为人知的感化。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->