柵氧層擊穿電壓測試方法技術

本發明專利技術提供了一種柵氧層擊穿電壓測試方法，包括：在待測試器件的柵極施加初始值為初始電壓值的斜坡電壓，并且在待測試器件的柵極施加斜坡電壓的同時量測待測試器件的柵極電流，而且在施加斜坡電壓的過程中使得施加的斜坡電壓從初始電壓值增大，其中初始電壓值小于第一預定電壓；而且，在施加斜坡電壓的過程中，當斜坡電壓小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第一速率增大，當斜坡電壓不小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第二速率增大。其中，所述第一速率小于所述第二速率增大。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體可靠性測試領域，更具體地說，本專利技術涉及一種。
技術介紹
在晶圓級可靠性測試中，對于柵氧層的擊穿電壓，常用的測試方法有斜坡電壓(Vramp)測試方法。如附圖1所示，斜坡電壓測試方法時，在柵極施加斜坡電壓(電壓逐漸增大)形式的柵極電壓Vg，同時量測柵極的柵極電流Ig，當柵極電流Ig達到一定值時，測試停止，此時對應的柵極電壓就是柵氧化層的擊穿電壓。當擊穿電壓小于電壓規格(Vspec)時，則判斷該樣品失效。此量測方法中，柵極電壓是按一定的加壓速率(Ramp rate)增加的。但是，一般Vramp的測試結構和測試樣品數量較大，如果加壓速率較低，測試時間會比較長，對機臺測試機時消耗量大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠在不影響失效模型判斷的同時提高測試效率的。為了實現上述技術目的，根據本專利技術，提供了一種，包括:在待測試器件的柵極施加初始值為初始電壓值的斜坡電壓，并且在待測試器件的柵極施加斜坡電壓的同時量測待測試器件的柵極電流，而且在施加斜坡電壓的過程中使得施加的斜坡電壓從初始電壓值增大，其中初始電壓值小于第一預定電壓；而且，在施加斜坡電壓的過程中，當斜坡電壓小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第一速率增大，當斜坡電壓不小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第二速率增大。優選地，所述第一速率小于所述第二速率增大。優選地，當斜坡電壓不小于第二預定電壓時，使得斜坡電壓以第三速率增大；其中所述第一預定電壓小于所述第二預定電壓，而且所述第二速率小于所述第三速率增大。例如，當斜坡電壓不小于第三預定電壓時，使得斜坡電壓以第四速率增大；其中所述第二預定電壓小于所述第三預定電壓，而且所述第三速率小于所述第四速率增大。可以依此類推進行多層次設置。優選地，所述還包括:當柵極電流達到一定值時測試停止，將測試停止時對應的柵極上的斜坡電壓確定為柵氧化層的擊穿電壓。優選地，所述第二速率至少是所述第一速率的1.5倍。優選地，所述第二速率至少是所述第一速率的2倍。優選地，所述第一速率介于0.8MV/cm.s至1.5MV/cm.s之間。優選地，所述第一速率為lMV/cm.S。優選地，所述第二速率介于1.8MV/cm.s至2.5MV/cm.s之間。優選地，所述第二速率為2MV/cm.S。優選地，待測試器件為核心器件和/或輸入輸出器件。本專利技術的這種新型的柵氧化層斜坡電壓量測方法在柵極電壓加壓的過程中采用了分段式加壓速率，從而實現了在不影響失效模型判斷的同時提高測試效率的目的。【附圖說明】結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本專利技術有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:圖1示意性地示出了根據現有技術的斜坡電壓測試的Ig-Vg曲線圖。圖2示意性地示出了根據本專利技術優選實施例的的與斜坡電壓有關的部分流程圖。圖3示意性地示出了根據本專利技術優選實施例的采用的分段柵極測試電壓的加壓示意圖。需要說明的是，附圖用于說明本專利技術，而非限制本專利技術。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。【具體實施方式】為了使本專利技術的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本專利技術的內容進行詳細描述。圖2示意性地示出了根據本專利技術優選實施例的的與斜坡電壓有關的部分流程圖。而且，圖3示意性地示出了根據本專利技術優選實施例的采用的分段柵極測試電壓的加壓示意圖。如圖2和圖3所示，根據本專利技術優選實施例的包括下述步驟:在待測試器件的柵極施加初始值為初始電壓值的斜坡電壓(如圖3所示)(第一步驟SI)，在待測試器件的柵極施加斜坡電壓的同時量測待測試器件的柵極電流。而且在施加斜坡電壓的過程中，使得施加的斜坡電壓從初始電壓值增大(第二步驟S2)，其中初始電壓值小于第一預定電壓(優選地，所述第一預定電壓等于待測試器件的電壓規格)。而且，在施加斜坡電壓的過程中，當斜坡電壓小于第一預定電壓時(第三步驟S3中“斜坡電壓是否小于電壓規格”的判定結果為肯定)，使得斜坡電壓以第一速率增大(第四步驟S4)，當斜坡電壓不小于第一預定電壓時(第三步驟S3中“斜坡電壓是否小于電壓規格”的判定結果為否定)，使得斜坡電壓以第二速率增大(第五步驟S5);其中，第一速率小于第二速率增大。優選地，所述第二速率至少是所述第一速率的1.5倍；進一步優選地，所述第二速率至少是所述第一速率的2倍。優選地，所述第一速率介于0.8MV/cm.s至1.5MV/cm.s之間；例如，所述第一速率為lMV/cm.So優選地，所述第二速率介于1.8MV/cm.s至2.5MV/cm.s之間；例如，所述第二速率為2MV/cm.S0例如，當柵極上的斜坡電壓小于電壓規格時，保持標準速率；當柵極上的斜坡電壓超過電壓規格時，提高加壓速率。優選地，除了第一預定電壓之外，還可以設置其它的一個或多個預定電壓，以進行多層次的升壓速率變化。例如，當斜坡電壓不小于第二預定電壓時，使得斜坡電壓以第三速率增大；其中所述第一預定電壓小于所述第二預定電壓，而且所述第二速率小于所述第三速率增大。同樣地，在根據本專利技術優選實施例的中，當柵極電流達到特定值時測試停止，將測試停止時對應的柵極上的斜坡電壓的大小確定為柵氧化層的擊穿電壓大小。本專利技術的這種新型的柵氧化層斜坡電壓量測方法在柵極電壓加壓的過程中采用了分段式加壓速率，從而實現了在不影響失效模型判斷的同時提高測試效率的目的。經測試發現，對于同一結構的核心器件以及輸入輸出器件在柵極電壓超過電壓規格后不同加壓速率對應的測試時間，柵極電壓超過電壓規格后，提高加壓速率，對于核心器件的結構，節省的測試時間可超過30% (相對于標準加壓速率)，而對于輸入輸出器件的結構，節省的測試時間可超過20% (相對于標準加壓速率)。采用分段加壓速率的方式，既不影響測試器件的失效模型，又可提高測試效率，降低測試的成本。此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。可以理解的是，雖然本專利技術已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本專利技術。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本專利技術技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的
技術實現思路
對本專利技術技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本專利技術技術方案的內容，依據本專利技術的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本專利技術技術方案保護的范圍內。【主權項】1.一種，其特征在于包括:在待測試器件的柵極施加初始值為初始電壓值的斜坡電壓，并且在待測試器件的柵極施加斜坡電壓的同時量測待測試器件的柵極電流，而且在施加斜坡電壓的過程中使得施加的斜坡電壓從初始電壓值增大，其中初始電壓值小于第一預定電壓；而且，在施加斜坡電壓的過程中，當斜坡電壓小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第一速率增大，當斜坡電壓不小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第二速率增大；所述第一速率小于所述第二速率增大。2.根據權利要求1所述的，其特征在于還包括:當斜坡電壓不小于第二預定電壓時，使得斜坡電壓以第三本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柵氧層擊穿電壓測試方法，其特征在于包括：在待測試器件的柵極施加初始值為初始電壓值的斜坡電壓，并且在待測試器件的柵極施加斜坡電壓的同時量測待測試器件的柵極電流，而且在施加斜坡電壓的過程中使得施加的斜坡電壓從初始電壓值增大，其中初始電壓值小于第一預定電壓；而且，在施加斜坡電壓的過程中，當斜坡電壓小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第一速率增大，當斜坡電壓不小于第一預定電壓時，使得斜坡電壓以第二速率增大；所述第一速率小于所述第二速率增大。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧嬌嬌，尹彬鋒，丁育林，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31