[发明专利]测试半导体器件可靠性的方法

权利要求书

1.一种用于测试半导体器件可靠性的方法，其中所述半导体器件具有负偏置温度不稳定性NBTI，包括以下步骤：

测量第一组半导体器件的NBTI曲线；

在将第一组半导体器件偏置于栅电场的条件下，测量第一组半导体器件在预定频率下的1/f噪声功率谱密度和漏电流；

在将第二组半导体器件偏置于所述栅电场的条件下，测量第二组半导体器件在所述预定频率下的1/f噪声功率谱密度和漏电流；

利用第一组半导体器件的NBTI曲线来评估第二组半导体器件的退化特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件是pMOSFET。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件分别包括相同材料的栅介质。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述栅介质为SiON或高K电介质材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述高K电介质材料选自HfO₂、La₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述高K电介质材料采用金属掺杂。

7.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件中至少一个半导体器件的栅介质的厚度与其他半导体器件的栅介质的厚度不同，所述方法在评估第二组半导体器件的退化特性的步骤之前还包括：

测量第一组半导体器件的栅介质的等效氧化层厚度；以及

测量第二组半导体器件的栅介质的等效氧化层厚度。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件中至少一个半导体器件的栅介质层的掺杂剂与其他半导体器件的栅介质的掺杂剂不同。

9.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件中至少一个半导体器件的栅介质层的掺杂水平与其他半导体器件的栅介质的掺杂水平不同。

10.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组半导体器件和所述第二组半导体器件中至少一个半导体器件的栅介质的界面层与其他半导体器件的栅介质的界面层不同。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组半导体器件是单独制造的用于测试的样品。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组半导体器件是与第二组半导体器件在同一批次中制造的半导体器件。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组半导体器件包括至少一个半导体器件。

14.根据权利要求1所述的方法，其中测量第一组半导体器件在预定频率下的1/f噪声功率谱密度的步骤被重复多次并对测量结果取平均值。

15.根据权利要求1所述的方法，其中测量第二组半导体器件在预定频率下的1/f噪声功率谱密度的步骤被重复多次以上并对测量结果取平均值。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组半导体器件的退化特性为初始阈值电压退化值ΔV_th，ini。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组半导体器件的退化特性为NBTI曲线。