SU1114992A1 - Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой - Google Patents
Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой Download PDFInfo
- Publication number
- SU1114992A1 SU1114992A1 SU823506960A SU3506960A SU1114992A1 SU 1114992 A1 SU1114992 A1 SU 1114992A1 SU 823506960 A SU823506960 A SU 823506960A SU 3506960 A SU3506960 A SU 3506960A SU 1114992 A1 SU1114992 A1 SU 1114992A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- voltage
- charge
- heating
- polarization
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010998 test method Methods 0.000 title description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 25
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С МДП-СТРУКТУРОЙ, включающий нагрев структуры с последующим охлаждением до комнатной температуры и измерение электрических параметров испытуемой структуры, отличающийс тем, что. с целью повышени точности испытаний, на структуру одновременно с нагревом подают напр жение, величина которого лежит в диапазоне от максимального рабочего напр жени до О, 9 напр жени пробо диэлектрического сло , нагрев провод т до температуры, лежащей в интервале от максимальной рабочей температуры до температуры эвтектики, вьщерживают структуру 3-45 мин при этой teMnepaType, затем структуру охлаждают до комнатной температуры, после чего снимают напр жение и провод т линейный нагрев структуры со скоростью 0,1-0,6 град/с с одновременной регистрацией температурной зависимости тока депол ризации, по которой определ ют значение зар да в окисле и сравнивают с установленными нормами этого зар да.
Description
I Изобретение относитс к микроэлектронике и 1ожат быть использовано дл отработки технологии изготовлени , проведени промежуточного контрол , анализа отказов, прогнозировани надежности полупроводниковьк приборов с встроенной структурой металл - диэлектрик - полупроводник. Известен способ определени зар .довой нестабильности по изменению характеристик полупроводниковых приборов , измер емых в изотермическом режиме до и прсле термообработки с приложенным электрическим полем, вкл чающим измерение в полупроводнике в изотермическом режиме интегрального зар да отображени , св занного с образованием и переносом зар да в диэлектрическом слое ВДП-структуры, а также с изменением зар да поверхностных состо ний на границах раздела диэлектрик - металл и диэлектрик полупроводник 13. Недостатки данного устройства низка чувствительность и невозможность интерпретации полученных резул татов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой, согласно которому соедин ют накоротко затворы приборов с остальными электродами, затем приборы нагревают до температуры, величину и врем выдержки которой выби рают достаточными дл перераспределени зар да в диэлектрике и изменени параметд)ов испытуемого прибора под воздействием электрического пол вызванного контактной разностью потенциалов , и охлаждают до комнатной температуры. Сравнение результатов измерений параметров приборов до и после такого воздействи полем и температурой позвол ет судить о надежности МДП-структур 2. Недостатком известного способа вл етс низка точность проведени испытаний МДП-структур за счет небольшой величины и-недостаточной нос приимчивости контактной разности потенциалов, под действием которой осуществл етс пол ризаци исследуемой структуры. Цель изобретени - повышение точности испытаний приборов. Поставленна цель достигаетс тем Что согласно способу испытани полупроводниковых приборов с НЦП-структурой , включающему нагрев структуры с последующим охлаждением до комнатной температуры и измерение электри .ческих параметров испытуемой структуры , одновременно с нагревом на структуру подают напр жение,величина которого лежит в диапазоне от максимального рабочего напр жени до 0,9 напр жени пробо диэлектрического сло , нагрев провод т до температуры,лежащей в интервале от максимальной рабочей температуры до температуры эвтектики, вьщерживают структуру 3 45 мин при этой температуре, затем структуру охлаждают до комнатной температуры,после чего снимают напр жение и провод т линейный нагрев структуры со скоростью 0,1-0,6 град/с с одновременной регистрацией температурной зависимости тока депол ризации , по которой определ ют значение зар да в окисле и сравнивают с установленными нормами этого зар да. На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - типична зависимость тока депол ризации от температуры при линейном нагреве (скорость нагрева 0,5 град/с) МДП-структуры . При анализе температурной зависимости тока депол ризации определ ют величину зар да в диэлектрической пленке, характеризующего зар довую нестабильность, энергию активации отдельных релаксационных процессов, ответственных за зар довую нестабильность . Врем пол ризации выбираетс таким, чтобы зар д пол ризации (определ емый по площади по кривой вре- менной зависимости тока пол ризации) перестал увеличиватьс с дальнейшим ростом времени пол ризации. Такое состо ние образца соответствует полной пол ризации диэлектрика. В. качестве нижнего предела температуры пол ризации выбираетс максимально допустима рабоча темпрратура издели , так как при более низких температурах пол ризации некоторые механизмы электрической релаксации, присущие данному прибору в рабочем диапазоне температур, не включаютс в пол ризационный процесс и соответственно не про вл ютс в токе депол ризации . Последнее приводит к тому,
что предлагаемый способ контрол дает заниженную оценку зар довой нестабильности изделий.
Верхн граница температурной пол ризации обусловлена тем, что при температуре, больше температуры эвтектики металл - кремний, происходит деградаци свойств ЩП-структуры из-за образовани растворов с повышенной проводимостью.
Верхний предел напр жени пол ризации выбираетс 0,., где Uppoff. - напр жение пробо диэлектрического сло , на основании результатов исследовани МДП-структур.
Увеличение прикладываемого к МДП-структуре напр жени выше 0,9Unpo приводит к резкому возрастанию веро тности пробо диэлектрика. В тако случае способ контрол становитс .разрушающим. Если же напр жение 0,9Unpa f. ) то веро тность пробо превьш1ает 10%. Ограничивать верхний предел напр жени пол ризации еще более низким уровнем не целесообразно , так как полезный сигнал (ток пол ризации ) пропорционален напр жению пол ризации.
Пример. Пластины кремни окислены в кислороде в режиме Сухой - влажный - сухой при 1150 С, при этом толщина образованного окисла SiO составл ет 0,5 мкм. Окисел с нижней стороны пластины удал ют. Контакты нанос тс путем напылени алю- мини в вакууме круглыми диаметром 1-2 мм на окисел и сплошной слой на .нижнюю сторону.
« Исследуема МДП-структура помещаетс в измерительную чейку 1 (фиг.1). После подсоединени зондов контактирующего устройства посредство блока 2 предварительного контрол образцов устанавливаетс факт подсоединени к измерительной схеме устройства и отсутствие короткого замыкани у исследуемой НЦП-структуры (контроль ведетс по величине емкости подсоедин емого образца, котора должна соответствовать некоторому интервалу значений, например 90-115 пФ) По команде с блока 3 программатора при помощи терморегул тора 4 и нагревательного элемента 5 производитс нагрев МДП-структуры до некоторой температуры пол ризации (например, +125 С - верхн граница рабочих температур полупроводниковых приборов ) . Факт достижени образцом температуры пол ризации устанавливаетс посредством термопары 6. После достижени температуры пол ризации терморегул тор 4 поддерживает температуру образца в течение времени, необходимого дл пол ризации, а блок 3 программатора посредством блока 7 коммутации подает на исследуемую структуру напр жение пол ризации (например, 10 В), которое задаетс блоком 8 стабилизированного источника напр жени пол ризации. В случае пробо НЦПструктуры при пол ризации на блоке 8 осуществл етс индикаци пробо и с него подаетс команда на блок 3 программатора дл отключени напр жени пол ризации и охлаждени образца до комнатной температуры. После выдержк НЦП-структуры при температуре пол ризации с приложенным полем в течение времени, достаточного дл полной пол ризации (например, 5 мин), образец охлаждают с приложением напр жени пол ризации до исходной температуры, а затем напр жение пол ризации снимаетс и образец закорачиваетс на измеритель 9 тока. Ток депол ризации измер етс в процессе линейного нагрва НЦП-структуры (например, со ско .ростью нагрева 0,5 град/с),который осуществл етс при помощи терморегул тора 4. Температурна зависимость депол ризации фиксируетс при помощи самопишущего прибора 10. Интегриру площадь под кривой тока депол ризации , можно определить зар д, приход щийс на единицу площади НДП-структуры , г
Q.4Si
где I (О - температурна зависимость
тока депол ризации. Если величина 0, измеренна предлагаемым способом, не превышает некоторой критической величины Q «рит дл данной группы приборов, то структура считаетс годной по зар довой стабильности, в противном случае негодной .
Дл данной серии образцов д(пустимый зар р в окисле (величина допустимого зар да в окисле зайисит от толщины диэлектрика и технологии изготовлени ). В результате измерений получают зар д в окисле ( - ±0,5)-10 и, следовательно , контролируема парти пропускаетс на следующую технологическую операцию .
Энерги активации определ етс по
3 формуле
Та
.. кт
где 3-0 1
начальное значение тока; ток депол ризации на начальном участке нагрева; посто нна Больцмана;
к Т - температура. Дл данной серии образцов Е 0,4 эВ.
Введение в технологию изготовлени МДП-транэисторов между маршрутами Изготовление пластины и Сборка и испытание МДП-устройства промежуточного контрол тестовых ОДП-структур по параметру Зар дова стабильность (путем экспресс-измерени неизотермического тока депол ризации) позволит исключить из дальнейшего технологического процесса кристаллы с низкой зар довой стабильностью, которые по существующей технологии вы вл ютс и отбраковываютс лишь на финишном контроле готовых приборов по результатам температурных испытаний (термополева отбраковка). Результаты промежуточного контрол по параметру Зар дова стабильность могут быть использованы также дл корректировки или отработки технологического процесса изготовлени пластин не только ЩП-транзисторов, но и бипол рных приборов.
/Л
Claims (1)
- СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С МДП-СТРУКТУРОЙ, включающий нагрев структуры с последующим охлаждением до комнатной температуры и измерение электрических параметров испытуемой структуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, на структуру одновременно с нагревом подают напряжение, величина которого лежит в диапазоне от максимального рабочего напряжения до О', 9 напряжения пробоя диэлектрического слоя, нагрев проводят до температуры, лежащей в интервале от максимальной рабочей температуры до температуры эвтектики, выдерживают структуру 3-45 мин при этой Температуре, затем структуру охлаждают до комнатной температуры, после чего снимают напряжение и проводят линейный нагрев структуры со скоростью 0,1-0,6 град/с с одновременной регистрацией температурной зависимости тока деполяризации, по которой определяют значение заряда в окисле и сравнивают с установленными нормами этого заряда.Фиъ.1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823506960A SU1114992A1 (ru) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823506960A SU1114992A1 (ru) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1114992A1 true SU1114992A1 (ru) | 1984-09-23 |
Family
ID=21034167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU823506960A SU1114992A1 (ru) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1114992A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA027679B1 (ru) * | 2014-12-23 | 2017-08-31 | Открытое акционерное общество "ИНТЕГРАЛ"-управляющая компания холдинга "ИНТЕГРАЛ" | Способ проведения испытаний на термополевую стабильность интегральных микросхем |
-
1982
- 1982-10-20 SU SU823506960A patent/SU1114992A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Корзо В.Ф., Черн ев В.Н. Диэлектрические пленки в микроэлектронике. 1977, с. 55-62. 2. Авторское свидетельство СССР № 376735, кл. G 01 R 31/26, 1972. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA027679B1 (ru) * | 2014-12-23 | 2017-08-31 | Открытое акционерное общество "ИНТЕГРАЛ"-управляющая компания холдинга "ИНТЕГРАЛ" | Способ проведения испытаний на термополевую стабильность интегральных микросхем |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11186351A (ja) | 絶縁膜評価方法および装置ならびにプロセス評価方法 | |
| US6593761B1 (en) | Test handler for semiconductor device | |
| US5309088A (en) | Measurement of semiconductor parameters at cryogenic temperatures using a spring contact probe | |
| Djurek et al. | Specific-Heat Critical Exponents near the Nematic—Smectic-A Phase Transition | |
| Stocker | Phenomenology of switching and memory effects in semiconducting chalcogenide glasses | |
| SU1114992A1 (ru) | Способ испытани полупроводниковых приборов с МДП-структурой | |
| Yarlagadda et al. | Low temperature thermal conductivity, heat capacity, and heat generation of PZT | |
| RU2018148C1 (ru) | Способ контроля полупроводниковых интегральных схем | |
| Chang et al. | Heat capacities of cis-1, 4-polyisoprene from 2 to 360 K | |
| De Antonis et al. | Measuring the bulk resistivity of CdZnTe single crystal detectors using a contactless alternating electric field method | |
| US7072782B2 (en) | Thermoelectric measuring method and thermoelectric measuring apparatus using thereof | |
| US3320529A (en) | Method for testing a dielectric liquid | |
| US3680358A (en) | Method for determining transition temperature of dielectric | |
| Ur | Analysis and interpretation of the impedance blood coagulation curve | |
| US20240272109A1 (en) | Measurement system and method of electric permittivity at 0 hz | |
| US3414811A (en) | Method and apparatus for testing the resistance characteristics of selfheated electrical resistors | |
| EP0219266A1 (en) | Method for evaluating the breakdown time of an insulating film | |
| SU1516926A1 (ru) | Способ измерени теплоемкости | |
| JP2002141388A (ja) | 半導体装置の評価方法及びその評価装置 | |
| Periera et al. | Low-temperature thermal expansion of copper: Search for specimen-dependent effects | |
| König et al. | Temperature, pressure, and concentration dependence of the viscosity of liquid− 4 3 He mixtures at low temperatures | |
| SU620880A1 (ru) | Способ контрол неоднородности сплавов | |
| JPH09306962A (ja) | 半導体評価方法及び半導体評価装置 | |
| Beck | Use of liquid‐crystal thermography for defect location on semiconductor devices | |
| RU1566883C (ru) | Емкостный датчик температуры труднодоступных объектов |