题目：半导体器件典型失效机理及建模研究

利用失效物理的方法研究半导体器件的失效机理及相关失效量化模型，是预测和评估器件寿命，提高其可靠性的有效方法。本文从失效物理的角度研究了电迁移、热载流子效应、与时间相关的栅氧化层击穿、静电放电效应等四种典型失效机理及其失效物理模型。在对传统的电迁移失效量化模型进行研究的基础上，给出了在模型中引入由焦耳热效应造成的温升变化因子的建议，使得模型与实验结果更为接近。对两种主要热载流子效应失效模型即衬底电流、栅极电流模型进行了总结，并对衬底加速应力寿命模型的适用性进行了初步分析，得到的寿命预计与实际接近。在对与时间相关的栅氧化层击穿失效量化模型进行了汇总的基础上，初步探讨了E和1/E模型，结果表明在低温高电场作用下1/E模型适用,在高温低电场作用下则为E模型。 利用人体放电模型，搭建实验测试装置，研究了静电放电应力加载模式对运算放大器静电放电应力损伤的响应、应力大小对运算放大器的损伤位置和模式的影响，以及物理结构变化对失效的影响。研究表明，应力加载模式与应力响应的相关性对于研究具体器件ESD失效模式识别具有重要指导意义；低应力下ESD损伤存在累积效应，累积失效频率随放电次数的增加而增加；过应力下，器件损伤与其物理电路有关。