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Ein neues Verfahren zur Evaluierung von plasmainduzierten Oxidschaeden

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019688D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 10 (2003-10-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 1 page(s) / 49K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Plasmainduzierte Schaeden (etwa sogenannte Traps) im Oxid stellen ein Zuverlaessigkeitsrisiko dar. Bisher wurden solche Schaeden durch die Bewertung von Parameterverschiebungen an Teststrukturen wie Antennentransistoren untersucht. Dazu wird eine fixe Ladungsmenge in das Oxid injiziert und die darauf folgende Parameterverschiebung von den Anfangswerten der Parameter des Bauelements ermittelt. Diese Methode ist nicht selbstjustierend und erlaubt damit nicht die Berechnung der Trap-Dichte im Oxids. Eine Lebensdauerreduktion ist nicht bestimmbar, eine Aussage zum Oxid nur unkonkret und qualitativ moeglich. Die hier vorgestellte Methode stellt eine Quantifizierung dar, sie erlaubt eine quantitative Aussage zum Schaedigungsgrad des Oxids durch plasmainduzierte Schaeden und damit zu seiner verbleibenden Lebensdauer. Dieser Methode liegt ein Verfahren zur automatischen Optimierung der Stressbedingungen durch Rueckkopplung des Messalgorithmus mit dem sich waehrend der Messung aendernden Messobjekts zu Grunde. Dazu wird eine sich selbst justierende (statt fixe) Ladungsmenge durch das Oxid injiziert und damit die Parameter des Messobjektes vordefiniert veraendert. Diese Parameter werden waehrend des Stress naemlich linear variiert, wodurch sich die tatsaechlich im Oxid vorhandene Trap-Dichte und damit der Grad der Schaedigung veraendert. Die Aenderungsgeschwindigkeiten der Parameter werden ermittelt und mit Hilfe einfacher Modellvorstellungen zur Trapdichte im Oxid in Beziehung gesetzt. Mittels dieser Modellvorstellungen sind quantitative Aussagen zur Lebensdauer von Messobjekten moeglich, z.B. bzgl. des alltaeglichen Betriebes. Diese Methode ist unabhaengig von anfaenglichen Parameterwerten und ermittelt selbstaendig den Bereich der minimalen Abweichung vom Modell (Angleichung der Messdaten an das Model durch lineare Regression), sie ist schnell, flexibel und fuer ein WLR- (Wafer Level Reliability) Monitoring (dt.: Ueberwachung des Zuverlaessigkeitsniveaus eines Halbleiters) geeignet.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: ifx_2003J52153.doc page: 1

Ein neues Verfahren zur Evaluierung von plasmainduzierten Oxidschaeden

Idea: David Smeets, DE-Muenchen; Josef Fazekas, DE-Muenchen

Plasmainduzierte Schaeden (etwa sogenannte Traps) im Oxid stellen ein Zuverlaessigkeitsrisiko dar. Bisher wurden solche Schaeden durch die Bewertung von Parameterverschiebungen an Teststrukturen wie Antennentransistoren untersucht. Dazu wird eine fixe Ladungsmenge in das Oxid injiziert und die darauf folgende Parameterverschiebung von den Anfangswerten der Parameter des Bauelements ermittelt. Diese Methode ist nicht selbstjustierend und erlaubt damit nicht die Berechnung der Trap-Dichte im Oxids. Eine Lebensdauerreduktion ist nicht bestimmbar, eine Aussage zum Oxid nur unkonkret und qualitativ moeglich.

Die hier vorgestellte Methode stellt eine Quantifizierung dar, sie erlaubt eine quantitative Aussage zum Schaedigungsgrad des Oxids durch plasmainduzierte Schaeden und damit zu seiner verbleibenden Lebensdauer. Dieser Methode liegt ein Verfahren zur automatischen Optimierung der Stressbedingungen durch Rueckkopplung des Messalgorithmus mit dem sich waehrend der Messung aendernden Messobjekts zu Grunde. Dazu wird eine sich selbst justierende (statt fixe) Ladungsmenge durch das Oxid injiziert und damit die Parameter des Messobjektes vordefiniert veraendert. Diese Parameter werden waehrend des Stress naemlich linear variiert, wodurch sich die tatsaechlich im Oxid vorhandene Trap-Dichte...