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CMOS集成电路由于自身的优秀的性能,已经广泛的应用在各个领域,伴随着电子产品功能的不断增强,集成电路复杂程度的逐步提高,其质量和可靠性也成为人们普遍关注的焦点。本课题对CMOS集成电路可靠性评价技术进行了探索,改进了一种评价方法—恒定电应力的温度斜坡法,并在理论和试验上对其进行了较为系统的研究。
首先,建立在著名的Arrhenius方程等模型基础上的温度斜坡法,提出了提取失效激活能和外推寿命的新模型。对比常规方法需要建立寿命特征与应力水平之间的关系,新模型通过直接建立器件失效敏感参数退化率与应力水平之间的关系,就可以由单支样品的数据,提取器件某一参数退化所对应的激活能,并外推其正常使用条件下的寿命。
其次,针对CMOS集成电路,对温度斜坡法加速寿命试验进行了改进,优化了升温速率,确定了结温。采用序进温度应力和恒定电压应力同时作用的多应力加速试验方法,加快了器件内部的物理化学反应,相应地缩短了试验时间。最后,通过具体试验对温度斜坡法理论进行了检验。采用温度斜坡试验方法对CC40106(施密特触发器)样品进行试验,确定了该样品的敏感参数。并应用该模型对数据进行了分析处理,得到了样品的失效激活能Q、寿命τ等参数。结果表明,所得参数同常规经验参数具有可比性。此外,论文还结合试验情况,对样品的失效机理进行了简单的理论分析。