电迁移测试电路、测试装置和方法制造方法及图纸

本申请提供了一种电迁移测试电路，包括测试模块、数据采集模块及控制模块，其中，测试模块用于根据输出控制信号对待测样品施加预设参数的测试信号；数据采集模块与测试模块连接，用于根据开关动作信号动作，控制待测样品接入对应的测试回路，并采集待测样品的电迁移试验参数信息；控制模块，与测试模块及数据采集模块均连接，用于根据接收的测试触发信号生成输出控制信号，以控制测试模块生成测试信号；及/或根据测试触发信号生成开关动作信号，以控制数据采集模块动作，使待测样品接入对应的测试回路。上述测试电路中，基于控制模块与数据采集模块生成待测样品的寿命预测方程，能相对准确的评估样品使用寿命，大大提高了测试效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
电迁移测试电路、测试装置和方法


[0001]本申请涉及集成电路可靠性领域，特别是涉及一种电迁移测试电路、测试装置和方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品不断向微型化和多功能化发展，集成电路中互连结构的电迁移问题日益突出，已成为影响电子产品可靠性和耐久性的重要因素。互连结构尺寸的微型化导致了电流密度的大幅度提高，加速了互连结构的电迁移失效。
[0003]现有的电迁移监测系统和方法基本都是监测直流电流应力条件下的电迁移试验，且需要人工提取寿命失效数据进行可靠性寿命建模，缺少了集成的可靠性寿命评估模块，具有应力加载方式单一和监测模式适用性不强等明显缺点。而在实际工作环境中，集成电路中的互连结构并不是工作在单一的直流应力条件下，往往还需要承载交流应力。现有电迁移试验系统无法满足交流环境下的可靠性评价需求，也无法评估互连结构的寿命。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电迁移测试电路、测试装置和方法，以解决传统电迁移检测系统和方法无法满足交流工作环境下互连结构的寿命评估问题。
[0005]本申请一方面提供了一种电迁移测试电路，包括测试模块、数据采集模块及控制模块，所述测试模块用于根据输出控制信号对待测样品施加预设参数的测试信号，所述测试信号包括电流信号，所述预设参数包括但不限于预设波形、预设幅值、预设占空比及预设频率中至少一种；所述数据采集模块，与所述测试模块连接，用于根据开关动作信号动作，控制所述待测样品接入对应的测试回路，并采集所述待测样品的电迁移试验参数信息，所述电迁移试验参数信息包括但不限于电压值、电流密度值及测试温度中至少一种；所述控制模块，与所述测试模块及所述数据采集模块均连接，用于根据接收的测试触发信号生成所述输出控制信号，以控制所述测试模块生成所述测试信号；及/或根据所述测试触发信号生成所述开关动作信号，以控制所述数据采集模块动作，使所述待测样品接入对应的测试回路；所述控制模块还被配置为：根据所述待测样品的电压值及所述测试信号的电流值，获取所述待测样品的电阻值，根据所述电阻值获取所述待测样品的寿命时间，基于若干个所述待测样品的寿命时间获取寿命数据，并根据所述寿命数据、所述预设参数及所述电迁移试验参数信息生成待测样品的寿命预测方程；其中，当所述电阻值大于预设电阻阈值时，判定所述待测样品发生电迁移失效，所述寿命数据包括但不限于失效数量、失效概率及寿命时间中至少一种。
[0006]于上述实施例所述的电迁移测试电路中，通过设置测试模块对待测样品施加预设参数的测试电流信号，包括交流信号和直流信号，实现了交直流应力的集成，大大扩宽了测试电路的应用范围；通过数据采集模块实时采集待测样品的电压值，同时与测试电流信号通过控制模块进行数据处理，能获得待测样品的实时电阻值，通过持续监控，当该实时电阻
值大于预设电阻阈值时，判定待测样品失效，由此获取待测样品的寿命时间，控制模块根据若干待测样品的寿命时间、预设参数以及电迁移试验参数信息，基于生成待测样品的寿命预测方程，后续待测样品通过寿命预测方程能相对准确的评估使用寿命，不需再进行长时间的试验验证，大大提高了测试效率。
[0007]在其中一个实施例中，所述测试模块包括：
[0008]试验箱，用于为所述待测样品提供预设的测试温度；
[0009]多功能电源，与所述控制模块及所述待测样品均连接，用于根据所述输出控制信号对所述待测样品施加所述测试信号。
[0010]在其中一个实施例中，所述数据采集模块包括：
[0011]开关阵列，包括若干个可控开关单元，任一所述可控开关单元与所述控制模块及所述待测样品均连接，任一所述可控开关单元根据所述开关动作信号动作，以将对应的待测样品接入对应的测试回路；
[0012]采集装置，与所述开关阵列及所述控制模块均连接，用于采集所述待测样品的电迁移试验参数信息，并将获取的数据发送给所述控制模块。
[0013]在其中一个实施例中，所述寿命时间为第一时刻至第二时刻的时间差；
[0014]其中，所述第一时刻为所述采集装置启动的时刻；所述第二时刻为所述待测样品失效的时刻。
[0015]在其中一个实施例中，所述控制模块根据获得的所述寿命数据，基于预设寿命分布模型获取所述待测样品的预设分位寿命信息，所述预设寿命分布模型包括但不限于指数分布模型、威布尔分布模型及对数正态分布模型中至少一种。
[0016]在其中一个实施例中，还包括：
[0017]所述控制模块根据所述预设分位寿命信息、所述预设参数及所述电迁移试验参数信息，基于预设寿命方程模型，获取所述寿命预测方程，所述预设寿命方程模型包括但不限于Black方程。
[0018]本申请第二方面提供了一种电迁移测试装置，包括：
[0019]前述任一实施例所述的测试电路。
[0020]本申请第三方面提供了一种电迁移测试方法，包括：
[0021]根据接收的测试触发信号生成输出控制信号，以控制所述测试模块对待测样品施加预设参数的测试信号，所述预设参数包括但不限于预设波形、预设幅值、预设占空比及预设频率中至少一种；
[0022]根据所述测试触发信号生成开关动作信号，以控制所述待测样品接入对应的测试回路，以获取所述待测样品的电迁移试验参数信息，所述电迁移试验参数信息包括但不限于电压值、电流密度值及测试温度中至少一种；
[0023]根据所述预设参数及所述电迁移试验参数信息，生成所述待测样品的寿命预测方程。
[0024]在其中一个实施例中，所述根据所述预设参数及对应的电迁移试验参数信息，生成所述待测样品的寿命预测方程的步骤，包括：
[0025]根据所述待测样品的电压值及所述测试信号的电流值，获取所述待测样品的电阻值；
[0026]根据所述电阻值获取所述待测样品的寿命时间；
[0027]基于若干个所述待测样品的寿命时间，获取寿命数据；
[0028]根据获得的所述寿命数据，基于预设寿命分布模型，获取所述待测样品的预设分位寿命信息；
[0029]根据所述预设分位寿命信息、所述预设参数及所述电迁移试验参数信息，基于预设寿命方程模型，获取所述待测样品的寿命预测方程。
[0030]在其中一个实施例中，还包括：
[0031]获取测试触发信号，所述测试触发信号用于设置所述预设参数。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本申请提供的一个实施例中电迁移测试电路结构原理图；
[0034]图2为本申请提供的一个实施例中电迁移测试过程中互连结构的电阻随时间变化的曲线图；
[0035]图3为本申请提供的一个实施例中电迁移测试方法的流程示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电迁移测试电路，其特征在于，包括：测试模块，用于根据输出控制信号对待测样品施加预设参数的测试信号，所述测试信号包括电流信号，所述预设参数包括预设波形、预设幅值、预设占空比及预设频率中至少一种；数据采集模块，与所述测试模块连接，用于根据开关动作信号动作，控制所述待测样品接入对应的测试回路，并采集所述待测样品的电迁移试验参数信息，所述电迁移试验参数信息包括但不限于电压值、电流密度值及测试温度中至少一种；控制模块，与所述测试模块及所述数据采集模块均连接，用于根据接收的测试触发信号生成所述输出控制信号，以控制所述测试模块生成所述测试信号；及/或根据所述测试触发信号生成所述开关动作信号，以控制所述数据采集模块动作，使所述待测样品接入对应的测试回路；所述控制模块还被配置为：根据所述待测样品的电压值及所述测试信号的电流值，获取所述待测样品的电阻值，根据所述电阻值获取所述待测样品的寿命时间，基于若干个所述待测样品的寿命时间获取寿命数据，并根据所述寿命数据、所述预设参数及所述电迁移试验参数信息生成待测样品的寿命预测方程；其中，当所述电阻值大于预设电阻阈值时，判定所述待测样品发生电迁移失效，所述寿命数据包括但不限于失效数量、失效概率及寿命时间中至少一种。2.根据权利要求1所述的测试电路，其特征在于，所述测试模块包括：试验箱，用于为所述待测样品提供预设的测试温度；多功能电源，与所述控制模块及所述待测样品均连接，用于根据所述输出控制信号对所述待测样品施加所述测试信号。3.根据权利要求2所述的测试电路，其特征在于，所述数据采集模块包括：开关阵列，包括若干个可控开关单元，任一所述可控开关单元与所述控制模块及所述待测样品均连接，任一所述可控开关单元根据所述开关动作信号动作，以将对应的待测样品接入对应的测试回路；采集装置，与所述开关阵列及所述控制模块均连接，用于采集所述待测样品的电迁移试验参数信息，并将获取的数据发送给所述控制模块。4.根据权利要求1
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3任一项所述的测试电路，其特征在于，所述寿命时间为第一时刻至第二时刻的时间差；其中，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：付志伟，肖庆中，徐及乐，杨晓锋，陈思，周斌，黄云，路国光，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：