可靠性模型的建模方法与流程

本申请涉及半导体器件及集成电路，尤其涉及一种可靠性模型的建模方法。

背景技术：

1、在半导体制造业中，由于可靠性与产品的良率、制造成本相关，因此对半导体器件(例如，金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor，mosfet，以下简称“mos”)器件)的可靠性评估，诸如，对热载流子注入(hotcarrier injection，hci)效应、负偏压温度不稳定性(negative bias temperatureinstability，nbti)的评估已经成为半导体器件设计和制造中的重要考量因素。

2、目前，半导体器件的可靠性模型，由于很难知晓其详细信息，其对于大部分使用者来说相当于“黑匣子”；另外，在半导体制造业中，由品控人员提供的单一化的可靠性标准报告，并不能反映不同参数条件下(例如，尺寸、电压、温度等)的器件衰减情况，鉴于此，亟待提供一种半导体器件的可靠性模型，能够准确且精确地反映不同参数条件下的器件的衰减情况。

技术实现思路

1、本申请提供了一种可靠性模型的建模方法，可以解决相关技术中通过人工对半导体器件进行可靠性分析其准确度、精确度和适用性较差的问题，该方法包括：

2、获取测试数据，所述测试数据是对集成有测试结构的晶圆进行测试得到的数据，所述测试结构是针对目标器件设计的器件结构；

3、基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到参数n；

4、基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(vg)和f(vd)的参数，f(vd)是以所述目标器件的漏极电压vd为自变量的函数，f(vg)是以所述目标器件的栅极电压vg为自变量的函数；

5、基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(l,w)的参数，f(l,w)是以所述目标器件的长度l和所述目标器件的宽度w为自变量的函数；

6、基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(t)的参数，f(t)是以温度t为自变量的函数；

7、根据参数n、f(vg)和f(vd)的参数、f(l,w)的参数和f(t)的参数代入所述可靠性模型，得到确定参数后的可靠性模型，所述可靠性模型为：

8、age(l,w,vg,vd,t,t)＝f(l,w)·f(vg)·f(vd)·f(t)·tn

9、其中，age为所述目标器件的寿命，t为所述目标器件的厚度。

10、在一些实施例中，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到参数n，包括：

11、对所述可靠性模型的两端求对数，得到lnage＝nlnt+lnb，lnage与nlnt呈线性，lnb为常数；

12、将所述测试数据中的厚度数据和寿命数据代入上式，得到参数n。

13、在一些实施例中，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(vg)和f(vd)的参数，包括：

14、保持长度l、宽度w、温度t、厚度t不变，将所述测试数据中的栅极电压数据和漏极电压数据代入所述可靠性模型，得到f(vg)和f(vd)的参数。

15、在一些实施例中，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(l,w)的参数，包括：

16、保持栅极电压vg、漏极电压vd、温度t、厚度t不变，将所述测试数据中的长度数据和宽度数据代入所述可靠性模型，得到f(l,w)的参数。

17、在一些实施例中，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(t)的参数，包括：

18、保持长度l、宽度w、栅极电压vg、漏极电压vd、厚度t不变，将所述测试数据中的温度数据代入所述可靠性模型，得到f(t)的参数。

19、本申请技术方案，至少包括如下优点：

20、通过构建以器件的长度、宽度、栅极电压、漏极电压、温度和厚度为变量的可靠性模型，进而根据该模型和测试数据提取得到所需的参数，得到确定参数后的模型，进而可根据该可靠性模型从长度、宽度、栅极电压、漏极电压、温度和厚度等多个维度对器件的寿命进行准确且精确地预测。

技术特征：

1.一种可靠性模型的建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到参数n，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(vg)和f(vd)的参数，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(l,w)的参数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述可靠性模型，根据所述测试数据提取得到f(t)的参数，包括：

技术总结
本申请公开了一种可靠性模型的建模方法，包括：获取测试数据；基于可靠性模型，根据测试数据提取得到参数n；基于可靠性模型，根据测试数据提取得到F(Vg)和F(Vd)的参数；基于可靠性模型，根据测试数据提取得到F(L,W)的参数，F(L,W)是以目标器件的长度L和所述目标器件的宽度W为自变量的函数；基于可靠性模型，根据测试数据提取得到F(T)的参数；根据参数n、F(Vg)和F(Vd)的参数、F(L,W)的参数和F(T)的参数代入可靠性模型，得到确定参数后的可靠性模型，可靠性模型为：Age(L,W,Vg,Vd,T,t)＝F(L,W)·F(Vg)·F(Vd)·F(T)·t<supgt;n</supgt;，其中，Age为目标器件的寿命，t为目标器件的厚度。

技术研发人员：汤茂亮
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5