敏感參數(shù)可靠性評價(jià)方法

人們在長期可靠性實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的某些參數(shù)與它本身的可靠性有很強(qiáng)的相關(guān)性。通過測定這些參數(shù)可以評估器件的可靠性水平。這些參數(shù)稱之為可靠性的敏感參數(shù)。如器件的低頻噪聲、雙極型晶體管小電流下的電流放大系數(shù)和pn結(jié)的反向漏電流等都與器件的可靠性有明顯的相關(guān)性。所以，的可靠性工作者都在努力研究如何利用這些敏感參數(shù)來評估器件的可靠性或提高其評估精度。

以低頻噪聲為例，它與雙極型晶體管的hFE、MOSFET在負(fù)溫偏下的跨導(dǎo)退化和閾值電壓漂移有相關(guān)性。當(dāng)這些漂移失效成為器件的主要失效模式時(shí)，通過測定器件初始的低頻噪聲就可以評估出這些器件的可靠性。低頻噪聲(1/f噪聲)的大小反映了器件表面、界面結(jié)構(gòu)的完整程度，噪聲越大，說明結(jié)構(gòu)越不完整。器件的低頻噪聲來源于表面勢的起伏，表面勢的起伏是由于氧化層界面陷阱中電荷漲落引起的，界面陷阱密度越大，反映了界面缺陷越多，表面結(jié)構(gòu)越不完整，低頻噪聲越大。表面缺陷在器件工作時(shí)會(huì)導(dǎo)致器件性能的劣化，其中明顯的就是器件參數(shù)的漂移。這就是用低頻噪聲作為敏感參數(shù)，評估器件可靠性的理論依據(jù)。

用敏感參數(shù)來評價(jià)電子元器件可靠性的優(yōu)點(diǎn)是省時(shí)、經(jīng)濟(jì)、非破壞性，所以引起了可靠性工作者的極大興趣。但是這種方法還不完全成熟，仍有一定的局限性，有待不斷探索更多的敏感參數(shù)、更有效的評估方法和不斷提高其評估精度。

5、計(jì)算機(jī)輔助可靠性評價(jià)方法

隨著集成電路功能、結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，影響集成電路可靠性的因素也日趨復(fù)雜，要準(zhǔn)確地評價(jià)集成電路的可靠性勢必要依賴于的可靠性物理分析，建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，再經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)處理。這些工作只有依靠計(jì)算機(jī)才能完成。所以，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠性評價(jià)是今后集成電路可靠性評價(jià)的必由之路。

計(jì)算機(jī)輔助可靠性評價(jià)工作由以下幾部分組成：

（1）計(jì)算機(jī)可靠性采集系統(tǒng)：能、地從集成電路上采集可靠性評價(jià)所需要的各種數(shù)據(jù)，如氧化層中各種電荷密度、器件可靠性的敏感參數(shù)、在一定應(yīng)力下熱載流子的俘獲速率，接觸電阻在熱應(yīng)力下的變化率、金屬化互連系統(tǒng)的徙動(dòng)速率等；

（2）單一失效模式模擬器：把集成電路的結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)和承受應(yīng)力條件輸入模擬器就能給出具有這種失效模式的集成電路的壽命值；

（3）工藝模擬器：用于輸入工藝條件、輸出工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)；

（4）器件模擬器：用于輸入工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)、輸出器件參數(shù)；

（5）電路模擬器：用于輸入器件參數(shù)、輸出電路參數(shù)；

（6）組裝可靠性評價(jià)軟件包。

可靠性評價(jià)所用模擬軟件的關(guān)鍵是模擬的精度。它取決于可靠性物理模型的正確性、數(shù)據(jù)采集硬件的精度、可靠性數(shù)學(xué)模型的精度等。