● 摘要
随着微电子技术的迅速发展,MOS器件作为其代表产品已经广泛应用于各行各业。与此同时,MOS器件集成度的不断提高以及电路结构的愈加复杂,其使用中的可靠性问题也越来越明显。为此,目前国内外广泛采用的方法主要有:加速寿命试验、晶片级可靠性评估、元器件敏感参数可靠性评价等方法。但是其时间长、成本高,并且无法反映MOS器件的使用可靠性与工作应力条件的关系。因此,利用失效物理的方法研究MOS器件的失效机理成为了当今器件可靠性发展的重要方向。基于此,论文针对MOS器件在全寿命周期中经历的复杂应力(包含多个应力水平和多种应力类型),综合考虑多种失效机理,开展了以下四项研究工作。
第一,在明确MOS器件的生产工艺流程和典型应用环境的基础上,分析了MOS器件在不同使用环境条件下的常见的失效模式和失效机理,总结了MOS器件的主要失效物理模型,明确了模型适用性和参数的意义。并在此基础上,研究了MOS器件参数提取方法、仿真分析方法和应力损伤方法,给出了MOS器件单机理单应力水平故障预计方法流程。
第二,综合考虑参数的不确定性和实际使用中的多应力水平,研究了MOS器件累积损伤方法和参数随机化方法,给出了MOS器件单机理多应力水平累积损伤方法流程。
第三,研究了多失效机理下MOS器件的竞争失效、数据拟合以及可靠性评估方法,给出了多失效机理MOS器件可靠性仿真评价方法流程。
第四,以某型号MOS器件为对象开展了复杂应力条件下可靠性仿真评价方法的案例应用,给出了该方法在工程上具体的实施流程。
通过分别对MOS器件单机理单应力水平故障预计、单机理多应力水平累积损伤和多失效机理可靠性仿真评价方法的研究,给出了复杂应力下MOS器件可靠性仿真评价方法流程,并结合某型号MOS器件开展了案例应用,给出了该方法在工程上的具体实施流程,解决了传统可靠性评价方法时间长、成本高的问题,弥补了以往可靠性仿真评价中失效机理单一和未考虑实际使用环境的不足。
相关内容
相关标签