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圆片级电迁移可靠性评价技术

发布时间:2016/6/26 20:02:27 访问次数:440

   传统的评价电迁移的方法是封装法。对样品进行封装后,置于高温炉中,并在IXFM40N30样品中通过一定电流,监控样品电阻的变化。当样品的电阻变化到一定比例后,就认为其发生电迁移而失效,这期间经过的时间即为在该加速条件下的电迁移寿命。但是封装法的缺点是显而易见的。首先封装就要花费很长的时间。同时,用这种方法时通过金属线的电流非常小,坝刂试非常花费时间,一般要好几周。因为在用封装法时,炉子的温度被默认金属线温度,如果有很大的电流通过金属线,会使其产生很大的焦耳热,使金属线自身的温度高于炉子的温度,从而不能确定金属线温度。

   所以,后来发展了自加热法。该方法不用封装,可以真正在圆片级水平上测试。该方法利用了金属线自身的焦耳热使其温度升高,然后用电阻温度系数(TcmperaturcCoc伍cicnt of RcsistanGc,TCR)确定金属线的温度。在实际操作中可以调节通过金属线的电流来调节它的温度。

   实际应用表明,这种方法对于金属线的电迁移评价非常有效,但是对于通孔的电迁移评价,该方法就不适用了。因为过大的电流会导致通孔和金属线界面处的温度特别高,从而还是无法确定整个通孔电迁移测试结构的温度。针对这种情况,又有研究者提出了一种新的测试结构――多晶硅加热法。这种方法利用多晶硅作为电

阻,通过一定电流后产生热量,利用该热量对电迁移测试结构进行加热。此时,多晶硅就相当于一个炉子。该方法需要注意的是在版图设计上的要求比较高,比如多晶硅的宽度、多晶硅上通孔的数目等都是会影响其加热性能的。



   传统的评价电迁移的方法是封装法。对样品进行封装后,置于高温炉中,并在IXFM40N30样品中通过一定电流,监控样品电阻的变化。当样品的电阻变化到一定比例后,就认为其发生电迁移而失效,这期间经过的时间即为在该加速条件下的电迁移寿命。但是封装法的缺点是显而易见的。首先封装就要花费很长的时间。同时,用这种方法时通过金属线的电流非常小,坝刂试非常花费时间,一般要好几周。因为在用封装法时,炉子的温度被默认金属线温度,如果有很大的电流通过金属线,会使其产生很大的焦耳热,使金属线自身的温度高于炉子的温度,从而不能确定金属线温度。

   所以,后来发展了自加热法。该方法不用封装,可以真正在圆片级水平上测试。该方法利用了金属线自身的焦耳热使其温度升高,然后用电阻温度系数(TcmperaturcCoc伍cicnt of RcsistanGc,TCR)确定金属线的温度。在实际操作中可以调节通过金属线的电流来调节它的温度。

   实际应用表明,这种方法对于金属线的电迁移评价非常有效,但是对于通孔的电迁移评价,该方法就不适用了。因为过大的电流会导致通孔和金属线界面处的温度特别高,从而还是无法确定整个通孔电迁移测试结构的温度。针对这种情况,又有研究者提出了一种新的测试结构――多晶硅加热法。这种方法利用多晶硅作为电

阻,通过一定电流后产生热量,利用该热量对电迁移测试结构进行加热。此时,多晶硅就相当于一个炉子。该方法需要注意的是在版图设计上的要求比较高,比如多晶硅的宽度、多晶硅上通孔的数目等都是会影响其加热性能的。



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