热载流子注入效应的寿命评估方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种热载流子注入效应的寿命评估方法和系统。所述方法包括：获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数；在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压；根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数；根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。极大的缩短退化速度，从而缩短热载流子注入效应的测试时间。

【技术实现步骤摘要】
热载流子注入效应的寿命评估方法和系统
本专利技术涉及集成电路
，特别是涉及一种热载流子注入效应的寿命评估方法以及一种热载流子注入效应的寿命评估系统。
技术介绍
半导体器件是集成电路中不可缺的电子器件，因此，半导体器件的可靠性将直接影响集成电路芯片的可靠性。在半导体器件中，热载流子注入效应是影响半导体晶体管器件性能的重要指标，也是晶体管器件可靠性测试的一个重要指标。但是随着半导体技术的发展，晶体管器件的工作电压随着沟道长度的减小而降低，热载流子注入效应引起的器件性能退化程度降低，进行热载流子注入效应试验的失效时间增大，为了更加准确的评估热载流子注入效应的寿命时间，需要更长的时间来进行热载流子注入效应的测试，但这需要大量测试的时间。
技术实现思路
基于此，有必要针对热载流子注入效应的测试时间长的问题，提供一种热载流子注入效应的寿命评估方法和系统。一种热载流子注入效应的寿命评估方法，包括：获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数；在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压；根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；由此得到至少两种所述应力电压条件；在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数；根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。一种热载流子注入效应的寿命评估系统，包括：范围获取模块，用于获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数；栅电压获取模块，用于在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压；应力条件确定模块，用于根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；由此得到至少两种所述应力电压条件；加速系数获取模块，用于在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数；寿命计算模块，用于根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。上述热载流子注入效应的寿命评估方法和系统，通过在环形晶体管的漏极应力电压取值范围内，选择两种以上的热载流子注入效应的应力电压条件，根据这两组以上的热载流子注入效应的应力电压条件，进行环形晶体管的热载流子退化实验，然后根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。本专利技术的上述方案，极大的缩短退化速度，从而缩短热载流子注入效应的测试时间。附图说明图1为一实施例环形晶体管的示意性结构图；图2为一实例中热载流子注入效应的寿命评估方法的示意性流程图；图3为一实施例中热载流子注入效应的寿命评估系统的示意性结构。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本专利技术实施例的技术方案，进行清楚和完整的描述。图1为一实施例环形晶体管的示意性结构图，如图1所示，该环形晶体管为实现本专利技术方法的具体器件，采用该环形晶体管的结构时，应力作用下栅极和漏极界面处收到的损伤最大。图2为一实例中热载流子注入效应的寿命评估方法的示意性流程图，如图2所示，所述方法的步骤包括：S101，获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数。在本步骤中，环形晶体管采用图1形式的晶体管，在每个环形晶体管都有击穿电压，可以根据晶体管击穿电压的特性来确定漏极应力电压取值范围。S102，在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压。在本步骤中，可以选择漏极应力电压取值范围内两个以上的漏极应力电压，从而减少由于选择环形晶体管故障或者失效而引起的误差，提高测试的准确性。S103，根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；由此得到至少两种所述应力电压条件。在本步骤中，得到了两组以上的漏极应力电压和栅极应力电压，并将其对应转换为两种以上的热载流子注入效应的应力电压条件，便于后续测试。S104，在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数。在本步骤中，热载流子退化实验是针对环形晶体管进行的，在环形晶体管的栅极和漏极之间施加应力电压，可以加速热载流子的退化，从而可以获得多个中间参数，根据中间参数可以计算得到加速系数，上述加速系数表征的是热载流子退化的速度。S105，根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。通过上述步骤得到计算热载流子注入效应寿命时用到的各类参数，然后通过预先设置的漏电压模型，可以计算得到热载流子注入效应的寿命。本实施例的的技术方案，通过在环形晶体管的漏极应力电压取值范围内，选择两种以上的热载流子注入效应的应力电压条件，根据这两组以上的热载流子注入效应的应力电压条件，进行环形晶体管的热载流子退化实验，然后根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。从而缩短热载流子注入效应的测试时间。在一实施例中，可以通过以下方式来获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围：首先根据环形晶体管在不同栅电压下的输出电压曲线，可以确定环形晶体管的实际击穿电压，然后根据环形晶体管的实际击穿值，确定漏极应力电压取值范围中的最大值，对于最小值确定，可以根据预先设置的实验时间，确定漏极应力电压取值范围中的最小值。这里，对于实际中实验时间的设置，如果时间过长，则失去测试的意义。然后根据漏极应力电压最大值以及漏极应力电压最小值，得到漏极应力电压取值范围。另外，在一实施例中，还可以通过外推到退化值精度，以此来确定漏极应力电压取值范围中的最小值。可选的，对于确定漏极应力电压取值范围中的最大值，可以在环形晶体管正常工作的条件下，选择不大于90％的实际击穿电压的最大值为所述漏极应力电压取值范围中的最大值。在确定漏极应力电压的取值范围后，可以根据测试的需求，选择其中的漏极应力电压作为载流子注入效应的应力电压条件之一。图3为一实施例中环形晶体管栅极电压和衬底电流的关系示意图，可以在漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，可以根据图3所示的关系，采用最大衬底法，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压。在进行热载流子注入效应的寿命评估时，如果实验次数过少或者选定的实验条件过少，那么计算出来的寿命，可能不是很准确，本实施例中，在实验条件的选择上，选择的是两组以上的数据，理论上，随着实验次数的增加，寿命计算的结果将会更加准确，但是，过多实验次数将会增加实验的时间成本。为了解决上面的问题，可选的，选择3-5组应力电压条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，包括：获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数；在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压；根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；由此得到至少两种所述应力电压条件；在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数；根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。

【技术特征摘要】
1.一种热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，包括：获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围以及工艺常数；在所述漏极应力电压取值范围内选定两个以上不同的漏极应力电压，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压；根据漏极应力电压及其对应的栅极应力电压，得到对应的热载流子注入效应的应力电压条件；由此得到至少两种所述应力电压条件；在各种应力电压条件下进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数；根据环形晶体管的工艺常数、两种以上应力电压条件下的热载流子的加速系数以及预设的漏电压模型，得到热载流子注入效应的寿命。2.根据权利要求1所述的热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，所述获取环形晶体管的漏极应力电压取值范围的步骤，包括：根据环形晶体管在不同栅电压下的输出电压曲线，确定环形晶体管的实际击穿电压，根据所述实际击穿电压，确定漏极应力电压最大值；根据预先设置的实验时间或退化值精度，确定漏极应力电压最小值；根据所述漏极应力电压最大值以及所述漏极应力电压最小值，得到漏极应力电压取值范围。3.根据权利要求2所述的热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，所述根据所述实际击穿电压，确定漏极应力电压取值范围中的最大值的步骤包括：在环形晶体管正常工作的条件下，选择不大于90％的实际击穿电压的最大值为所述漏极应力电压取值范围中的最大值。4.根据权利要求1所述的热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，所述确定各选定漏极应力电压对应的栅极应力电压的步骤，包括：采用最大衬底法，确定各漏极应力电压对应的栅极应力电压。5.根据权利要求2所述的热载流子注入效应的寿命评估方法，其特征在于，所述分别针对各种应力电压条件进行环形晶体管的热载流子退化实验，得到各种应力电压条件下的热载流子的加速系数的步骤，包括：根据所述热载流子注入效应的应力电压条件，设定环形晶体管漏极电压为所述漏极应力电压，设定环形晶体管栅极电压为所述栅极应力电压，在该应力条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉娟，章晓文，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44