[发明专利]一种预测SOI MOSFET器件可靠性寿命的方法

权利要求书

1.一种预测SOI MOSFET器件可靠性寿命的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)在不同的测试台(wafer)温度T_wafer下测量SOI MOSFET器件栅电阻随温度变化关系，得到电阻温度关系系数α以及在不同偏置条件下的自热温度T_sh，并在存在自热效应下测得衬底电流I_sub，sh和漏端电流I_d，sh；

b)在不同的wafer温度T_wafer下对SOIMOSFET器件进行加速寿命试验，得到表征器件寿命的参数随着应力时间的退化关系，以及该参数退化至10％时的存在自热影响的寿命τ_sh；

c)利用测得的自热温度和阿伦尼斯模型(如公式1)对测得的器件寿命进行自热修正，得到去除自热影响后的寿命τ_{non_sh}；

τ＝A₀exp(E_a/kT)      (公式1)

τnon_sh=τsh×exp[Eak(1Twafer-1Twafer+Tsh)]]]>(公式2)

其中公式1中τ为寿命，A₀为式前系数，E_a为激活能，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度；公式2中τ_{non_sh}为去除自热影响后的寿命，τ_sh为存在自热影响的寿命，E_a为激活能，可通过拟合得到，k为波尔兹曼常数，T_wafer为wafer温度，T_sh为提取的自热温度；

d)对自热引起的漏端电流变化进行自热修正，如下：

logI_{d，non_sh}＝logI_d，sh-βlogT_sh    (公式3)

其中I_{d，non_sh}为消除自热影响后的漏端电流，I_d，sh为未消除自热影响的漏端电流，T_sh为提取的自热温度，β为系数；

e)对热载流子引起的碰撞电离率M进行自热修正，其中M＝I_sub/I_d，I_sub为衬底电流，I_d为漏端电流，修正的公式如下：

logM_{non_sh}＝logM_sh-γlogT_sh    (公式4)

其中M_{non_sh}为消除自热影响后的碰撞电离率，M_sh为未消除自热影响的碰撞电离率，T_sh为提取的自热温度，γ为系数；

f)利用标准的Hu模型(如公式5)，将进行自热修正后的各参数值，寿命τ_{non_sh}，漏端电流I_{d，non_sh}和碰撞电离率M_{non_sh}代入模型中，所述M_{non_sh}＝I_{sub，non_sh}/I_{d，non_sh}，通过拟合得到式中的系数常数A、B；在测得一定偏压下的漏端电流和衬底电流值后，利用公式6，对该偏置条件下SOI MOSFET器件的工作寿命进行预测：

τ_{non_sh}·(I_{d，non_sh}/W)＝A·(I_{sub，non_sh}/I_{d，non_sh})^-B  (公式5)

τ′_{non_sh}＝(A·W/I′_{d，non_sh})(I′_{sub，non_sh}/I′_{d，non_sh})^-B  (公式6)

其中W为器件沟道宽度，I′_{sub，non_sh}、I′_{d，non_sh}和τ′_{non_sh}为需要进行预测的偏压条件下的自热修正后的衬底电流、漏端电流和去除自热影响后的寿命。