[发明专利]一种快速评价半导体器件可靠性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速评价半导体器件可靠性的方法，属于可靠性评价技术领域。

技术背景

产品的可靠性水平是多少？是产品使用之前必须要解决的一个问题。只有知道产品的寿命、失效率等可靠性水平，才能准确、恰当地对产品进行应用。随着工艺水平的提高和新技术的采用，产品的可靠性水平越来越高。器件的可靠性水平越高，评价产品的寿命、失效率等可靠性水平的时间就越长。而新产品的不断推出，要求评价可靠性水平的时间越短越好。这就使得目前的评价方法不能完全满足这一要求。

为了缩短评价时间，提高寿命评价的准确性，参数退化模型开始应用到产品的可靠性评价中。参数退化模型主要是从产品性能参数的变化着手，通过对表征产品性能的参数进行连续测量，取得参数的动态退化数据，然后对退化规律进行分析，建立外推模型，对产品可靠性做出评定，从而缩短实验时间，提高效率。由于参数退化模型注重参数退化过程及规律，提高了评价的准确性。

目前的研究主要是对退化规律进行拟合，得到器件的参数退化模型。在模型的拟合过程中，遵循了参数退化规律单一这一假定。该假定的问题在于：如果在退化实验中的退化规律非单调上升或非单调下降，则参数退化模型无法建立，方法失效。

针对现行参数退化模型假定中的问题，本方法基于动力学方程中均相反应的原理，考虑退化过程中反应量的浓度变化规律，根据器件的早中期参数，建立参数退化模型。快速准确的评价了器件退化规律，解决了器件单调以及非单调变化规律的问题，同时保证了器件退化过程的真实性，提高了器件评价的可靠度，节省了实验时间。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种快速评价半导体器件可靠性的方法，该方法利用参数退化模型快速外推器件的长期退化规律，实现器件可靠性的评价。该退化模型是基于动力学中均相反应原理，考虑退化过程中反应量的浓度变化规律，根据器件早中期退化规律建立的，解决了实验中器件参数随时间单调退化、先上升后下降或先下降后上升等非单调退化规律的问题。因此，由参数退化模型快速外推器件长期退化规律，快速评价器件的可靠性，节省实验时间，提高效率。

一种快速评价半导体器件可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立基于均相反应动力学原理的待检测半导体器件的参数退化模型，具体如下：

①均相反应速率主要取决于待检测半导体器件反应物的温度和浓度，定温条件下的均相反应的动力学方程为

r=∑_iv_i(T)f_i(c)      （1）

式中，r为均相反应速率，i为待检测半导体器件的反应个数，T为实验温度，c为反应物的浓度，v_i(T)为反应速率的温度效应关系式，f_i(c)为反应速率的浓度效应关系式。

②反应速率的温度效应关系式v_i(T)常用Arrhenius方程表示，描述了化学反应过程中反应速率和反应温度的关系。其表达形式为

vi(T)=Aie-EAikBT----(2)]]>

其中E_Ai为激活能，k_B为玻尔兹曼常数，A_i为与温度无关的常数，T为实验温度。

③反应速率的浓度效应关系式f_i(c)常用幂级数的形式表示，描述了化学反应过程中反应速率和反应物浓度的关系。其表达形式为