圖1. 采用SMU-per-pin（每管腳SMU）架構的ACS集成 測試系統(tǒng)舉例 引言 隨著器件繼續(xù)小型化，半導體器件可 靠性測試以及器件壽命預測面臨極大挑戰(zhàn)。由于新材料和新工藝的復雜性增大，器件 失效的隨機性也在增加。1 這需要產生更 大的統(tǒng)計樣本測試數(shù)據(jù)。雖然傳統(tǒng)的應力 -開關-測量可靠性測試技術能實現(xiàn)龐大數(shù) 量的器件測試，但這種方法可能存在問題。使用TDDB，工程師需要監(jiān)測軟擊穿和漸進 式擊穿。采用NBTI，必須最小化器件弛豫并以極快的速度完成測量。在測試單個器 件的層面上，某些問題還是可控的，但在 實際時間段內順序測試單個器件不能提供 大量的統(tǒng)計樣本數(shù)據(jù)。 此應用筆記討論了如何克服ACS集成 測試系統(tǒng)和SMU（源-測量單元）-per-pin 配置條件下的可靠性測試挑戰(zhàn)。使用吉時 利2600系列源表和自動特性分析套件（ACS） 軟件，可以針對越來越復雜的測試（例如 TDDB、NBTI和HCI）實現(xiàn)中等規(guī)模系統(tǒng)（20 ～40引腳）。由于ACS中含有全自動探測器 控制和自動測試序列功能，因而可以實現(xiàn) 高吞吐量測試。去除開關后，SMU-per-pin 配置在提供系統(tǒng)靈活性和易用性方面還起到 了重要作用。此外，ACS提供了集成測試流 環(huán)境、方便的點-擊操作，而且包含常規(guī)可 靠性測試，例如： • TDDB、Vramp、JRamp（JEDEC標準測試） • HCI（NBTI）、即時NBTI、NBTI快速SMU • EM、等溫EM（JEDEC標準測試） 用戶可以利用標準庫的模塊作為模板， 用ACS快速開發(fā)自用測試。圖2示出了用ACS 進行TDDB測試的例子。
圖2. 在ACS圖形用戶界面進行TDDB測試設置的例子 SMU-Per-Pin WLR測試 SMU-per-pin的理念非常簡單——從系 統(tǒng)架構中去掉開關矩陣并用獨立SMU代替漏 掉的引腳連接。用創(chuàng)新的TSP-LinkTM 將幾 臺2600系列儀器連起來像一臺儀器那樣工 作。為了更好地理解SMU-per-pin架構的優(yōu) 點，請考慮下面兩種情況。 • 測試共用引腳結構 • 同時測試幾個器件的可靠性 共用襯墊/引腳測試結構 考慮圖3的共用引腳器件。4個MOSFET 共用柵極和襯底引腳連接，而且每個MOSFET 的漏極和源極引腳單獨連接。共用SMU配置 可以使用4臺SMU和一個開關矩陣順序測試器件。將結構劃分為幾個較小的設備后，測試 時間因開關而延長了。此外，劣化恢復出現(xiàn) 在大多數(shù)可靠性測試的開關過程中，從而使 測量的劣化和接下來的壽命預測出現(xiàn)變化。在此情況下的共用SMU架構存在另一個 缺點。在測量一個器件時，剩余器件受柵極 電壓變化的影響。這會給柵極應力帶來不應有的變化。SMU-per-pin架構具有消除開關 延時、實現(xiàn)并行測試的顯著優(yōu)點，這無需驅 動每個結構的柵極。
圖3. 共用引腳器件的原理圖 想與吉時利測試測量專家互動？想有更多學習資源？可登錄吉時利官方網站http://www.keithley.com.cn/ |
