Определение времени наработки до отказа подзатворного диэлектрика суб-100-нм МОП-транзисторов с помощью ускоренных испытаний

Определение времени наработки до отказа подзатворного диэлектрика суб-100-нм МОП-транзисторов с помощью ускоренных испытаний

Подзатворный диэлектрик является одним из ключевых элементом конструкции субмикронных МОП-транзисторов, от которого зависит надежность его работы. Пробой диэлектрика приводит к потере функционирования транзистора и выходу из строя всей ИС или сбою в ее работе. Поэтому оценке дефектности подзатворного диэлектрика и времени его наработки до отказа уделяется особое внимание. В работе определяется время наработки до отказа подзатворного диэлектрика МОП-транзисторов на основе метода времязависимого пробоя диэлектрика с использованием термомеханической модели ( E -модели). В качестве статистики распределения отказов использовано распределение Вейбулла, полученное для интегрального распределения отказов выборки технологических тестовых структур, измеренных при высоких значениях напряжения и температуры. Исследования выполнены на тестовых структурах, представляющих собой МОП-конденсаторы с толщиной подзатворного диэлектрика 5 нм. Тестовые структуры созданы по серийной технологии 65 нм и размещены в тестовом кристалле совместно с ИС на одной пластине. Разработано программное обеспечение, позволяющее проводить ускоренные измерения в автоматическом режиме. В результате проведенных исследований определены параметры термомеханической модели отказа, получены зависимости времени наработки до отказа подзатворного диэлектрика от условий эксплуатации. Установлено, что для исследуемых тестовых структур возможно возникновение как полного, так и частичного пробоя диэлектрика. Данный метод контроля может применяться для прогнозирования долгосрочной надежности подзатворного диэлектрика суб-100-нм МОП-транзисторов, а также для аттестации технологических процессов его производства.
Александр Сергеевич Сивченко
НПК «Технологический центр», г. Москва, Россия
Евгений Васильевич Кузнецов
НПК «Технологический центр», г. Москва, Россия
Александр Николаевич Сауров
Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, г. Москва, Россия
Поделиться