The present invention provides an electric transfer acceleration test method, including: obtaining the critical current density that can eliminate the Joule heat of the test structure; estimating the total number of test structures; the accelerated failure of the test structure to accelerate the failure of the test structure by applying a current of multiple current under the critical current density to the test structure, and to get accelerated failure. When the test structure acceleration failure number reaches the preset value, the test is stopped and the acceleration failure time of the failure test structure is obtained, and the life of the test structure is calculated according to the acceleration failure time of the test structure to calculate the cumulative accelerated failure rate. By obtaining the current range that can eliminate the Joule heat of the test structure, the electric transfer acceleration test of the test structure is carried out by selecting the current of multiple current density corresponding to the test structure. The effect of Joule heat is avoided in the acceleration test of electromigration, and the life of the obtained test structure is more accurate.
【技术实现步骤摘要】
一种电迁移加速测试方法
本专利技术涉及半导体可靠性测试领域,尤其涉及一种电迁移加速测试方法。
技术介绍
集成电路芯片内部采用金属互连线来引导工作电流,但是在电流和温度的长期作用下,这些互连线中可能出现电迁移,引起互连线的开路或短路,从而导致产品失效。为了提前发现或评估此类可靠性问题的风险大小,需要对产品或相关制造工艺进行针对电迁移可靠性的加速测试。电迁移的加速测试是指在大于芯片的工作温度和工作电流的测试条件下获得一组样品的失效时间。通过这种加速测试获得累计失效率关于加速失效时间的分布(对数标准差)和温度加速因子(激活能)以及电流加速因子(电流密度指数)。利用获得的这三个固定数据和加速失效时间来计算芯片正常工作条件下达到一定的累计失效率所需要的时间,即为预期寿命。由于产品开发周期的限制,通常加速测试时间应当控制在数十至数千小时。这样,为了及时完成测试,对于现在的工艺来说,一般所需施加的加速测试电流密度应达数兆安每平方厘米。然而,对于较厚的金属互连线,或者栅电极多晶硅,或者金属硅化物,由于其发热功率比窄金属线大得多,这样的电流密度往往会在测试结构中产生不可忽略的焦耳热。这将导致某些目前无法准确评估的次生效应,使得获取的加速失效时间、对数标准差和电流密度指数出现偏差,最后使得计算出的预期寿命不准确。而单单通过降低电流密度又会导致测试时间过长,测试成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电迁移加速测试方法,使获取的测试结构的寿命更准确。为了达到上述目的,本专利技术提供了一种电迁移加速测试方法,所述电迁移加速测试方法包括:获取能消除测试结构焦耳热的临界 ...
【技术保护点】
1.一种电迁移加速测试方法,其特征在于,所述电迁移加速测试方法包括:获取能消除测试结构焦耳热的临界电流密度;选取多个低于临界电流密度的电流作为加速测试电流,对于不同的测试电流,分别预估在可接受的最大测试时间内使失效样品的累计数量达到预设值所需的测试结构总数的最小值;选取数量大于所述预估的测试结构总数最小值的测试结构,对所述测试结构施加相应的低于临界电流密度的电流进行电迁移加速测试使测试结构加速失效,并得到加速失效时间和累计加速失效率;当测试结构加速失效数量达到预设值时,停止测试,并获取测试结构的加速失效时间对累计加速失效率的分布;根据测试结构的加速失效时间对累计加速失效率的分布计算测试结构的寿命。
【技术特征摘要】
1.一种电迁移加速测试方法,其特征在于,所述电迁移加速测试方法包括:获取能消除测试结构焦耳热的临界电流密度;选取多个低于临界电流密度的电流作为加速测试电流,对于不同的测试电流,分别预估在可接受的最大测试时间内使失效样品的累计数量达到预设值所需的测试结构总数的最小值;选取数量大于所述预估的测试结构总数最小值的测试结构,对所述测试结构施加相应的低于临界电流密度的电流进行电迁移加速测试使测试结构加速失效,并得到加速失效时间和累计加速失效率;当测试结构加速失效数量达到预设值时,停止测试,并获取测试结构的加速失效时间对累计加速失效率的分布;根据测试结构的加速失效时间对累计加速失效率的分布计算测试结构的寿命。2.如权利要求1所述的电迁移加速测试方法,其特征在于,获取能消除测试结构焦耳热的电流密度的方法包括:量测测试结构的电阻温度系数;在设定温度下,施加电流密度大于正常工作下的电流密度的电流给测试结构,并量测测试结构两端的电压,计算出测试结构的阻值;根据测试结构的电阻温度系数和所测定的阻值计算测试结构实际温度与设定温度的温差;减小电流密度直到温差小于或等于温差预设值,此时的电流密度为能消除测试结构焦耳热的临界电流密度。3.如权利要求2所述的电迁移加速测试方法,所述温差预设值介于0.1摄氏度~1摄氏度。4.如权利要求1所述的电迁移加速测试方法,其特征在于,预估在可接受的最大测试时间内使失效样品的累计数量达到预设值所需的测试结构总数的最小值的方法包括:选取高于临界电流密度的电流对多个测试结构进行电迁移加速测试,获取总的测试时间、电流密度的指数、累计失效率对失效时间分布以及对数标准差,再通过如下公式获取测试结构总数:其中,j0、N0、Y0、t0、σ...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑辉,尹彬锋,陈雷刚,周柯,高金德,
申请(专利权)人:上海华力微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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