半导体器件漏电流检测方法技术

一种半导体器件漏电流检测方法，包括：获得漏极电流与栅极电压关系曲线；将所述漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第一峰值和第二峰值的跨导与栅极电压关系曲线；计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及半导体器件漏电流的检测方法。
技术介绍
当前，半导体器件的功率损耗，尤其是由于器件本身原因造成的静态功 率损耗是电路设计时所要考虑的主要问题。大的静态功率损耗会严重影响器 件的性能，由此，如何进行器件静态功率损耗的检测已成为设计人员亟待解 决的首要问题。实际生产中，由于制程因素限制，在实际器件内部会产生一定的缺陷， 这些缺陷会在实际器件工作时产生寄生效应，等同于在实际器件内部形成有 寄生器件。通常，此寄生器件的阈值电压低于理想器件的阈值电压，所述理 想器件内无寄生效应，即在理想器件开启前，寄生器件已开启，造成实际器 件在亚阈值区的漏极电流的增大，相当于实际器件的漏电流增加，导致实际 器件在待机状态也会发生电流的泄漏，进而引起实际器件静态功率损耗，影 响实际器件的性能，严重时，甚至会导致电路失效。由于器件处于亚阈值状态时，漏极电流较小，为清晰地表明器件漏极电 流与栅极电压的对应关系，本申请文件内将器件的漏极电流与栅极电压关系曲线对应的漏纟及电流I d均耳又为对It坐标。图l为理想器件漏极电流与栅极电压关系曲线示意图，如图1所示，理想 器件的漏极电流Id为栅极电压V(;的单调增加函数，在亚阈值区内，V。〈Vt(岡 值电压)，漏极电流Id随栅极电压V(;的增加迅速增大；器件进入饱和区后，Vc 〉VT, Id随V。的增加上升缓慢；然而，由于器件内部缺陷的存在，实际器件 的漏极电流Id并非为栅极电压V。的单调增加函数，图2为实际器件漏极电流与 栅极电压关系曲线示意图，如图2所示，在亚阈值区内，V。<VT,漏极电流Id 随栅极电压Ve的增加而迅速增大，但此实际器件漏极电流与栅极电压关系曲线 却并非为单调增加的函数曲线，而是在此亚阈值区域内存在一拐点。研究发现，此拐点的出现可用以证明实际器件工作时存在寄生效应，即实际器件漏 极电流与栅极电压关系曲线可视为由理想器件漏极电流与栅极电压关系曲线 与寄生器件漏极电流与栅极电压关系曲线复合而成的函数曲线。由此，研究此拐点附近区域的实际器件漏极电流I d的变化，即对此拐点附近亚阈值区域 内的实际器件的漏电流进行研究，可用以分析实际器件内寄生效应产生的漏 电流是否会影响到器件性能。申请号为"96106893.0"的中国专利申请文件中提供了 一种测量半导体 器件结区漏电流的方法，采用此方法可以测量半导体器件结区漏电流，但此 方法的应用依赖于特定的器件制造工艺，且结区漏电流的测量在器件完成前进行，无法检测经由不同制程的完整器件的漏电流，且此专利申请文件中也 未提供明确的器件漏电流的检测方法，无法判断最终形成的半导体器件的漏 电流是否满足产品要求。由此，急需一种更具一般性的半导体器件漏电流检 测方法，可对经由不同制程的实际器件的漏电流进行检测，以判断器件漏电 流是否超出产品要求。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种，可检测出器件的漏电流 是否超出产品要求。本专利技术提供的 一种，包括 获得漏极电流与栅极电压关系曲线；将所述漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得 具有第 一峰值和第二峰值的跨导与栅极电压关系曲线；计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值 的比值；将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判 定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准， 则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。得到所述漏极电流与栅极电压关系曲线前，需给定器件工作电压及衬底 电压；所述器件工作电压为使器件工作于线性区或饱和区的任意电压值；所 述器件衬底电压为任意合理电压值；所述跨导取值区间为小于栅极电压测试 范围的任意合理电压值；所述预设判别标准为所述比值小于1.1。本专利技术提供的一种，包括获得亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线；将所述亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第 一峰值和第二峰值的亚阈值区跨导与栅极电压关系曲线；计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判 定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准， 则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。得到所迷亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线前，需给定器件工作电 压及衬底电压；所述器件工作电压为使器件工作于线性区或初始饱和区的任 意电压值；所述器件衬底电压为任意合理电压值；所述跨导取值区间为小于 栅极电压测试范围的任意合理电压值；所述预设判别标准为所述比值小于 1. 1。本专利技术提供的 一种，包括 施加使器件进入初始饱和状态的栅极电压，记录所述4册极电压值； 以所述栅极电压值为起始电压，通过逐渐减小所述4册极电压值，逆序进行电性测试，获得亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线；将所述亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第 一峰值和第二峰值的亚阈值区跨导与栅极电压关系曲线； 计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判 定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准， 则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。通过控制电流调节栅极电压，使所述栅极电压值接近器件的阈值电压； 所述控制电流值取为l微安；得到所述漏极电流与栅极电压关系曲线前，需给 定器件工作电压及衬底电压；所述器件工作电压为使器件工作于线性区或初 始饱和区的任意电压值；所述器件衬底电压为任意合理电压值；所述跨导取 值区间为小于栅极电压测试范围的任意合理电压值；所述预设判别标准为所 述比值小于l. 1。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1. 检测范围广；利用本专利技术方法可检测出实际器件在不同器件工作电压 及衬底电压条件下的漏电流是否超出产品要求，且对器件无特殊要求；2. ^r顶'J简^f更；利用晶片可4妻受'f生测;式(wafer acceptance testing, WAT) 系统，采用本专利技术方法对实际器件进行漏电流检测，既保证了检测的精确性， 又提高了检测效率；3. 可节约4全测时间；应用本专利技术方法对实际器件进行漏电流;险测时，可 预先设置测试条件使器件达到初始饱和状态，继而逆序进行电性测试，可大 大缩短检测时间。4. 可辅助指明失效分析方向；若检测出的漏电流严重偏离产品要求，可 辅助说明实际器件制造过程中的隔离工艺可能出现了问题。附图说明图1为理想器件漏极电流与栅极电压关系曲线示意图； 图2为实际器件漏极电流与栅极电压关系曲线示意图； 图3为本专利技术方法实施例的不同V。分段区间的漏极电流与栅极电压关系 曲线示意图4为实际器件跨导K与栅极电压Vi;关系曲线示意图5为实际器件漏电流检测分析示意图6为il明本专利技术方法实施方式一的漏电流检测分冲斤图7为说明本专利技术方法实施方式二的漏电流检测分析图8为说明本专利技术方法实施方式三的漏电流检测分析图9至图17为说明本专利技术方法其它实施方式的漏电流检测分析图。其中100:漏极电流与4册极电压关系曲线；101:亚阈<直区漏4及电流与4册才及电压关系曲线；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件漏电流检测方法，其特征在于，包括：获得漏极电流与栅极电压关系曲线；将所述漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第一峰值和第二峰值的跨导与栅极电压关系曲线；计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏鼎杰，黄俊诚，郑敏祺，程仁豪，陈文桥，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]