半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构，该结构包括一偏压输出装置，该偏压输出装置在器件栅极电压由应力负偏压转向测试电压或由测试电压转向应力负偏压的期间，向栅极输出一小于零的维持电压，从而在整个NBTI的测试过程中，栅极均接有负偏压，因此可避免恢复效应的产生，提高NBTI测试结果的准确性；同时，本发明专利技术还公开了一种半导体器件负偏置温度不稳定性的测试方法，该方法通过在所述栅极上的电压由应力负偏压转向测试电压或由测试电压转向应力负偏压的期间，向所述栅极输出一小于零的维持电压，从而在整个NBTI的测试过程中，所述栅极均接有负偏压，因此可避免恢复效应的产生，提高NBTI测试结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体测试
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着微电子器件几何尺寸的缩小，集成电路特性对微细缺陷更加敏感，各种工艺技术越来越接近其基本可靠性极限，可靠性问题越来越突出。其中，负偏置温度不稳定性(NBTI,Negative Bias TemperatureInstabiIity)是影响 MOS 器件可靠性的重要因素。由NBTI效应引发的PMOS退化逐渐成为影响器件寿命的主要因素，它比由热载流子效应引发 的NMOS寿命退化更为严重。NBTI效应是由于在高温下(通常> 100°C )对PMOS栅极施加一定的负栅压偏置所造成的，并且这种情况在器件老化和工作过程中都可能遇到。NBTI效应造成的影响表现为饱和漏电流和跨导不断减小，阈值电压漂移不断增大，亚阈值斜率不断减小。这些参数的变化可能会增加时序电路中的信号延迟，从而导致时序漂移。在模拟集成电路，特别是在一些参数匹配的应用中，电路工作条件会对匹配的晶体管施加非对称的偏置应力，从而导致明显的参数失配，这将导致老化过程中成品率的降低和工作条件下器件性能的变坏。有机构预测，当MOS器件的栅氧厚度小于一定数量后，NBTI效应将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构，其中，所述半导体器件包括栅极、源极、漏极以及体电极，其特征在于，所述栅极与一偏压输出装置相连，当所述栅极上加应力负偏压或测试电压时，所述偏压输出装置不影响所述栅极上的电压；当所述栅极上的电压由应力负偏压转向测试电压的期间或者由测试电压转向应力负偏压的期间，所述偏压输出装置向所述栅极输出一维持电压，且所述维持电压的值小于零。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构，其中，所述半导体器件包括栅极、源极、漏极以及体电极，其特征在于，所述栅极与一偏压输出装置相连，当所述栅极上加应力负偏压或测试电压时，所述偏压输出装置不影响所述栅极上的电压；当所述栅极上的电压由应力负偏压转向测试电压的期间或者由测试电压转向应力负偏压的期间，所述偏压输出装置向所述栅极输出一维持电压，且所述维持电压的值小于零。2.如权利要求I所述的半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构，其特征在于，所述偏压输出装置包括依次串联的第一电阻、二极管以及第二电阻；所述第一电阻的一端接一第一偏压，其另一端接所述二极管；所述第二电阻与所述二极管串联的一端接所述栅极，其另一端接所述应力负偏压或者测试电压；当所述第二电阻另一端的电压由应力负偏压转向测试电压的期间或者由测试电压转向应力负偏压的期间，所述二极管开启，其它 情况下，所述二极管断开。3.如权利要求2所述的半导体器件负偏置温度不稳定性的测试结构，其特征在于，所 述维持电压的计算公式为4.如权利要求3所述的半导体器件负偏置温度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯军宏，
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：