半导体集成电路可靠性测试及其数据处理方法

• 194
插板闸门
半导体集成电路可靠性测试
及其数据处理方法
长电科技(滁州)有限公司  邱冬冬
研究人员在对产品使用时间进行分析中,产品的可靠性至关重要,可靠性目前是检验产品质量很重要的一个项目,它能够明确反映产品质量。在运用全新工艺和材料的条件下,常见的半导体集成电路线宽逐渐降低,所以科研人员就要提升其集成度,因此半导体集成电路可靠性的要求也更加严格。本文主要对半导体集成电路的可靠性测试进行了介绍,并分析了处理数据的两种方法,即热载流子注入测试和栅氧化层测试,希望对半导体集成电路的研发有所帮助。
随着科技的进步,相关行业对半导体集成电路的性能要求越来越高,这些要求使半导体集成电路在制作时工艺制造趋向复杂化,结构制作也更精细。为了集成电路的可靠性能经得住检验,同时减少生产本钱,半导体集成电路可靠性的测试就显得很有必要了。
1.半导体集成电路的可靠性测试
1.1  半导体的可靠性
当前,使用被动筛选的方式是我国国内检验半导体可靠性的重要方法,然而这种方法需要投入大量人力物力,利用原始的人工筛选方式将可靠性不达标的半导体筛选出来,效率极低。同时这种方法耗时长、成本高,最重要的是,这种方法无法从根本上提高半导体的可靠性。因此,当前需要知道在什么条件下才能制作出可靠性能高的半导体,从而进一步避免半导体使用过程中发生失效。这就要求我们综合考虑制作周期、制作工艺、制作条件对半导体可靠性能的影响,通过科学的数据分析对半导体进行设计。1.2  半导体集成电路工艺的可靠性
如果想最大限度的提高半导体集成电路的可靠性,采用的主要方法就是加强对制造工艺的研究,这个研究是可靠性提升的关键。在集成电路可靠性的研究中,分析制造工艺能够在哪些方面影响半导体集成电路可靠性的使用,保证可靠性的工艺进行重要的监测与控制,构造集成电路产品可靠性的评价规范程序和方法,这些工作都是能够保障半导体集成电路可靠性的研究,因此,要保证产品实物的可靠
性,就必须要保证生产工艺的可靠性。
在研究评价制造工艺的可靠性中,半导体集成电路可靠性对产品的质量以及使用时间有着重要的影响,集成电路生产工艺的可靠性同样重要,两者共同点都是以高标准的制作工艺作为基础,以此来保证半导体集成电路成品的可靠性。在实际生产过程中,主要方法就是控制产品微电子结构的可靠性,同时利用电子加速试验得到相关数据,建立数据模拟的平台,最大程度的保障生产工艺的可靠性。在后续的工序中,利用我国目前高标准的生产流程和工艺生产线,能够保证生产出的产品拥有极高的质量。成品制作完成后,在
储藏运输的过程中,再利用国内先进的封存包装技术和密封运输,能够使产品可靠性得到的保障。1.3  评价半导体原件可靠性保持的时间
半导体在我们日常生活所见的电器元件中扮演者不可或缺的角,半导体的可靠性直接影响了电器元件的可靠性。半导体可靠性越高,电器元件的可靠性才会越强。因此,为了电器元件更好的使用效果,研究半导体原件的可靠性变得尤为重要。其中在对半导体元件可靠性测试中,可靠性评价是我们常用的方法。通过借助专业的工具,用仿真模拟的方式对半导体产品质量、使用寿命、元件失效率进行评价,通过这些评价,我们可以很直观的测量出半导体元件的可靠性。在这些评价方法中,使用寿命是评定半导体元件可靠性的重要指标。如何评定半导体元件使用寿命,我们选择的方法是:选择高
可靠性的集成产品,比如军用产品,通过对产品的参数进行分析,运用一般研究产品使用寿命的评定方法,在实际操作中
通过对影响元件使用寿命的外界环境进行控制,查看产品可靠性指标的衰减速度,从而推出算出产品的使用寿命。
2.注入热载流的测试数据技术和处理数据方法
2.1  注入热载流子的测试
在半导体集成电路可靠性的评估中,最重要的一步就是在半导体生产过程中,加入热载流子的测试,通过热载流子的干预,观察半导体实际能量下费米能级的变化。我们都知道,半导体集成电路的器件里,原电压的遗留会造成热载流子的漏电极限,从而在它的周围会出现强度很高的电场,一旦载流子进入其中,就会因为高能量变成热载流子,并且在这时会出现新电子空穴对,两者反应便会影响集成电路的可靠性。因此,再加入强电场的情况下,电离发生的速度越来越快,热载流子通过这种方式不断提升自身的能量等级,经过一段时间后能量趋于稳定。使用这种方法,就可以保证热载流子在反应过程中各个参数保持在正常水平。2.2  数据的处理方法
在处理元器件集成电路的热载流子实验数据时,通常有着具体的操作流程。一般情况下,该实验的变换量电性与时间成比例,表现为幂函数关系。电性参数公式计算公式为:
Y (t )=P (t )-P (0)/P (0)                                  (2-1)其中P (0)为参数原始数据;P (t )为 t 时刻电性参数发生的演变量。此外,时间的间隔要选择数字来表达此外,时间的间隔要选择数字来表达,例如1s 、2s 、3s 。
在对热载流子的稳定性进行测试时,半导体集成电路通过不同
• 195
的数据处理,能够得到相对应的测试参数。并且在之后热载流子的试验完成后,处理相关的数据时,将提前确定的各项参数与实验数据相对应,直到得出的数据与预先设计的参数相符合。在后续的热载流子实验中,使用不同的样本测验的方法也不一样。通过这些不同时间内选择的热载流子周期和寿命,可以使实验的结果更具说服力。热载流子试验中的寿命模型公式:灭苍蝇器>伸缩杆
t tar I d =WH (I WB /I d )                                                        (2-2)公式中H 代表拟合的线性参数,IWB 代表衬底电流,Id 代表漏电流,W 为栅的宽度。
3.测试栅氧化层的技术和处理数据方法
在半导体集成电路的制作过程中,栅氧化层有着重要的作用。如果扩大了集成电路的规模,那么集成电路的厚度也随之提升;如果减小元器件的质量,它的厚度也随之减小。由于栅氧化层有着很重要的作用,因此保障它的可靠性受到科研人员的重视。如果栅氧化层出现可靠性的问题,通常这些问题会出在缺陷密度、介质击穿方面。因此,在栅氧化层的测验中主要采取的措施是:在相同时间节点上要联系各因素作为对象,然后对其采取击穿测试、斜坡电压的测试。3.1  斜坡电压的测试
斜坡电压测试实验就是将高强度的斜坡电压加到栅极的线性上,之后随着电压不断增高,便会发生击穿现象。斜坡电流实验与斜坡电压不同,斜坡电流测验时,实验人员会将一定量的斜坡电流添加到栅极上,随着电流的增强,养护层将会被击穿。这两种斜坡
实验,都是研究栅氧化层在存在缺陷的情况下,它的密度是如何变化的。一般情况下,实验人员会将一定范围内的电压加在栅氧化层上,如果氧化层被击穿,则说明加入的电压超过了承受电压,进而证明了栅氧化层存在缺陷,是处于一个无效的状态。这时实验人员就可以通过Poisson 分布为前提的成品率公式将这种缺陷计算出来,在计算成品率的公式中Y 为成品率,就是有效的产品在总产品中所占
的比例;A 是被测验样品所占的面积;Do 是该缺陷存在状态下的密度。利用到斜坡电流和斜坡电压实验中得出的数据,带入到相应的计算公式中就可以得出成品率,同时也能够得出样品的面积缺陷密度。如果得出的数据偏离正常的范围,则说明缺陷密度的设置不符合设置标准。3.2  介质击穿实验
介质击穿主要是指集成电路中的介质被高电压作用,使得电极间的电压迅速下降至零点。试验时,在栅极上加入理论承受范围内的强场,保证不会发生本征击穿。而在通常情况下,氧化层会出现缺陷,一段时间后,仍然会有击穿现象发生。因此,在对半导体集成电路的可靠性进行评价时,同样时间下栅氧介质发生的击穿成为了主要因素。saw1
4.结语ccenter
半导体集成电路在实际应用中,可靠性是一个关键问题,它关系到电器是否能发挥应有的作用和它工作的可靠性是否能得到保障。因此,还要通过多方面的实验,探索更先进的数据处理方法,保证半导体集成电路的可靠性。
(上接第193页)
图3 航路点平滑规划
图4 民航真实转弯平滑模型数据评估
从仿真图可以看出,不考虑物理障碍物等因素影响,从A 航路点到B 航路点,转弯半径已知的情况下,完全可以平滑设计两个转弯曲线,具体为左转弯和右转弯两种情况(见图4)。
A 航路点坐标(94.1199111,qq0=29.193641666);
B 航路点坐标(94.0401888888,29.20097777),转弯半径R=28.1504海里。
左转弯及右转弯偏差为:
四头精雕机wucha1 = 0.0689    0.0702    0.0701    0.0715    0.0669    0.0709  0.0692    0.0690    0.0692    0.0693;
wucha2 =-0.0921  -0.0932  -0.0907  -0.0943  -0.0893  -0.0931
-0.0922  -0.0922  -0.0923  -0.0924。
从民航转弯飞行中,基于转弯平滑模型,通过真实的转弯飞行数据,经过MATLAB 仿真计算,转弯偏差小于0.1海里。
3.结论
综上所述,可以看出,基于几何算法和飞行性能的转弯飞行平滑模型技术,可以作为其他航路规划算法的有利补充,完全可以与其他方法进行结合处理,该方法也可以作为无人机、民航等的转弯飞行评估,通过仿真可以看出,该转弯平滑算法可以进行转弯航路点规划也可以作为转弯飞行评估的基础,该算法具有一定的理论参考价值。

本文发布于:2024-09-21 16:31:47,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/194840.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:可靠性   半导体   方法   产品   电压   数据
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议