电子器件造成潜在性失效的研究综述

ESD对微电子器件造成潜在性失效的研究综述作者：祁树锋，杨洁，刘红兵，巨楷如，刘尚合，QIShu-feng，YANGJie，LIUHong-bing，JUKai-ru，LIUShang-he作者单位：祁树锋,杨洁,巨楷如,刘尚合,QIShu-feng,YANGJie,JUKai-ru,LIUShang-he(军械工程学院静电与电磁防护研究所,河北,石家庄,050003)，刘红兵,LIUHong-bing(中国电子科技集团第13研究所,河北,石家庄,050051)刊名：军械工程学院学报英文刊名：JOURNALOFORDNANCEENGINEERINGCOLLEGE年，卷(期)：2006，18(5)引用次数：0次参考文献(20条)1.刘尚合.武占成.朱长青静电放电及危害防护20042.花永鲜MOS器件潜在损伤的1/f噪声检测方法研究[学位论文]20013.邓永孝半导体器件实效分析19874.McAteerOJElectrostaticdischargecontrol19895.CrokettRGM.SmithJG.HughesJFLatenteffectsobservedinHCMOSinputprotectioncircuits19846.SongM.EngDC.MacwilliamsKPQuantifyingESD/EOSlatentdamageandintegratedcircuitleakagecurrents19957.来萍.刘发探索用静态小电流参数表征CMOS电路的静电放电(ESD)潜在损伤[会议论文]19998.来萍探索用端口I-V特性对CMOS电路的静电放(ESD)潜在损伤进行分析诊断[期刊论文]-电子产品可靠性与环境试验1999(6)9.TunnicliffeMJ.DwyerVM.CampbellDSLatentdamageandparametricdriftinelectrostaticallydamagedMOStransistors1993(2)10.GuitardN.TremouillesD.BafleurMLowfrequencynoisemeasurementsforESDlatentdefectdetectioninhighreliabilityapplications2004(6)11.马仲发.庄奕琪.杜磊.薛丽君.万长兴.施超1/f噪声检测MOSFET静电潜在损伤的理论基础[期刊论文]-西安电子科技大学学报(自然科学版)2002(5)12.花永鲜.庄奕琪.杜磊MOS器件静电潜在损伤的1/f噪声监测方法[期刊论文]-西安电子科技大学学报(自然科学版)2001(5)13.AmerasekeraEA.CampbellDSAninvestigationofthenatureandmechanismsofESDdamageinNMOStransistors1989(4)14.AurS.ChatterjeeA.PolgreenTHot-ElectronreliabilityandESDlatentdamage1988(3)15.KhuranaN.MaloneyT.YehWESDonCHMOSdevices-equivalentcircuits,physicalmodelsandfailuremechanisms198516.LuchiesJM.ReinerJCPropertiesofsmallleakagecurrentsresultingfromESDstressandtheirlatencyaspects199517.ReinerJC.KellerT.JaggiHImpactofESD-inducedsoftdrainjunctiondamageonCMOSproductlifetime200118.HuhY.LeeMG.LeeJAstudyofESD-InducedlatentdamageinCMOSintegratedcircuits199819.WuJ.JulianoP.RosenbaumEBreakdownandLatentDamageofUltra-ThinGateOxideunderESDStressConditions200020.涂延林.马峰.黄能斌电子工业静电防护技术1994相似文献(10条)1.期刊论文祁树锋.杨洁.刘红兵.刘尚合.巨楷如.QIShu-feng.YANGJie.LIUHong-bing.LIUShang-hei.JUKai-ru低电压ESD对2SC3356造成的事件相关潜在性失效-河北师范大学学报（自然科学版）2007,31(3)研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件造成的事件相关潜在性失效.从CB管脚对微波低噪声NPN晶体管2SC3356施加低电压人体模型(HBM)的ESD应力,发现,随着ESD应力次数的增加,器件的放大特性hFE逐渐退化,并且当电压达到一定水平,多次的ESD可以使器件失效.研究表明,低电压的ESD对器件造成的损伤具有潜在性和积累性.2.期刊论文祁树锋.杨洁.刘红兵.刘尚合.QIShu-feng.YANGJie.LIUHong-bing.LIUShang-he静电放电对2SC3356造成的潜在性失效的实验模拟-河北师范大学学报（自然科学版）2006,30(6)研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件造成的潜在性失效.采用人体模型(HBM)对微波低噪声晶体管2SC3356施加了一系列低电压的ESD应力,结果表明:低于损伤阈值的ESD应力可以使微电子器件产生潜在性损伤,从而影响器件的使用寿命.3.学位论文吴建得辐照对集成电路抗ESD(静电放电)能力的影响2009随着航天航空技术的发展，越来越多的航天航空器在太空工作，宇宙中存在各种射线的辐射，将使航天航空器上电子器件的性能和参数发生改变，对航天航空器的正常工作产生影响，同时暴露在高能粒子辐照的环境的航天器很容易产生内部充电放电，对器件造成危害。太空环境中的电离辐照、充放电效应和单粒子效应是影响航天器电子器件工作可靠性的三个最主要的失效机理。本文利用IC最常用的NMOSFET器件，研究电离辐照对MOS器件电参数的影响，从而进一步研究这种影响对MOS器件抗ESD特征参数的变化，试图揭示处于空间辐照环境中的微电子器件抗ESD能力的变化情况，研究在电离辐照和静电放电两种失效机理共同影响下的器件可靠性。主要研究工作如下：第一，进行了NMOS管辐照实验，测得了不同总剂量对应的阈值电压漂移量，第二，用栅压偏置来近似等效辐照产生的阈值电压漂移，通过研究NMOS在栅压偏置下的TLP作用下Ⅳ曲线变化，来预测和评估在辐照和ESD综合作用下器件的可靠性问题。通过不同栅压下NMOS器件的TLP应力测试，研究出NMOS几个关键参数（Vt1、Vh、Ih、Vt2、It2等）随栅压的变化关系。研究结果表明：不同栅压对NMOS在TLP作用下开启点和维持点和二次击穿点会产生以下影响：（1）开启电压都是随着栅压的增加而先增加后降低；（2）维持点电压几乎不受栅压的影响；（3）维持点电流都是随着栅压先增加，然后再下降并保持在一个稳定的值；（4）栅压对It2的影响依赖于沟道宽度，宽度越宽，栅压对It2影响越大；（5）栅压对It2的影响与沟道长度相关性不大；（6）It2大体上是随着栅压的增加先增加，再减小。最后对影响机理进行了分析，并根据It2的变化特性可以推断出MOS器件抗静电能力随着总剂量的增加先增强后降低，此研究结果将对集成电路的加固设计提供一定的理论依据和指导意义。关键词：辐照；ESD；阈值电压；二次击穿点；NMOS；栅压偏置4.会议论文祁树锋.刘尚合.杨洁.巨楷如ESD对2SC3356造成的积累效应研究2006本文研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件2SC3356造成的潜在性失效.采用人体模型(HBM)对微波低噪声晶体管2SC3356从CB结施加了一系列低电压的ESD应力,结果表明:低于损伤阈值的ESD应力可以在2SC3356中引入潜在性失效,并且连续的ESD对其有积累效应;并且低于损伤阈值的ESD应力,达到一定的电压水平和一定的次数后,2SC3356会失效.5.期刊论文原青云.武占成.杨洁.张希军.薛田.YUANQingyun.WUZhancheng.YANGJie.ZHANGXijun.XUETian静电放电和方波EMP对微电子器件的效应-高电压技术2006,32(6)为了得到微波低噪声晶体管电磁脉冲的最灵敏端对和最敏感参数以及相关规律和器件的损伤/失效机理和模式,首先采用静电放电人体模型(HBM),针对两类硅晶体三极管(3DG218、3358)进行了静电放电敏感性相关实验,得到该类晶体管的ESD敏感端对是CB结;器件损伤时的灵敏参数是VBRCEO;又采用方波注入法对两晶体管进行实验比较了从CB结反向注入与从EB结反向注入的损伤电压值,发现该类器件的EMP最敏感端对是CB结而非以往人们认为的EB结.6.期刊论文祁树锋.刘尚合.刘红兵.杨洁.QIShu-feng.LIUShang-he.LIUHong-bing.YANGJie静电放电引起2SC3356潜在失效的研究-强激光与粒子束2007,19(4)研究了低电压的人体模型(HBM)静电放电(ESD)对微电子器件造成的潜在失效.分别从CB结和EB结对2SC3356晶体管施加低电压HBM的ESD应力,结果表明:从CB结施加低电压的ESD电应力,所产生的潜在失效的几率要高于从EB结施加低电压的ESD电应力产生的潜在失效几率,即CB结比EB结对低电压的ESD应力引入的潜在失效更为敏感.高温(≥125℃)寿命实验有退火效应,从而缓解了低电压的ESD应力使器件产生的潜在损伤,使静电放电过程中引入的潜在损伤自恢复.7.期刊论文肖集雄.李庆容.王定虎.徐晓英.XIAOJi-xiong.LIQing-rong.WANGDing-hu.XUXiao-ying中美两国ESD失效分析研究现状及比较-河北大学学报（自然科学版）2007,27(z1)随着微电子技术的迅猛发展和半导体器件尺寸的大幅度缩小,ESD失效分析已经成为微电子器件可靠性领域中的研究热点之一.概述了作为西方发达国家的典型代表美国由于ESD所造成的危害十分严重,因此美国学者对微电子器件的ESD失效分析进行了广泛研究.介绍了美国在该领域所取得的研究成果及进展状况并与我国学者所做的研究作了比较.美国在这领域所取得的新成果、新技术、研究所采用的新方法等等对我国的科学工作者是很有借鉴意义的.8.学位论文陈晓斌识别导致器件失效的静电放电模型2006静电放电对微电子器件的危害越来越受到人们的重视。本文简介了静电的产生和抑制，介绍了人体模型、机器模型和带电器件模型及其模拟测试方法，以及静电放电保护电路，利用实验的方法重点研究了三种静电放电模型的失效特征。这一研究有助于人们在失效分析时能够识别静电放电的类型，从而更有效地帮助调查静电放电的根源。静电放电会影响微电子器件的生产成品率、制造成本、产品质量和可靠性。尽管在过去的十多年中，科技工作者为降低静电的危害已作了很多努力，但是随着集成电路特征尺寸的减小，静电放电对微电子器件的危害却越来越严重。本课题通过对人体模型、机器模型和带电器件模型的理论认识,设计实验方案和研究实验结果，再结合实际工作中遇到的许多静电失效案例的研究,区分出三种模型所引起的器件失效，从而更有效地帮助调查静电放电的根源，不断改进静电防护措施，降低静电所造成的损失，保证产品可靠性。本研究课题的依据在于：1.不同静电放电模型的放电时间不同，造成器件损伤的能量不同。相比之下，电过应力造成的损伤比静电放电造成的损伤更严重。失效分析时，通过对失效部位的光学和扫描电子显微镜的目检，判断器件损伤的严重程度，作为区别电过应力(EOS)和静电失效(ESD)失效的判据之一。2.三种静电放电模型的放电波形不同，造成器件损伤的位置不同。利用光发射显微镜或液晶热点分析等技术进行缺陷定位，利用反应离子刻蚀机(RIE)和湿法腐蚀对器件进行逐层剥