VLSI金属互连电迁移的噪声检测技术研究

摘要

该论文在简要介绍电迁移失效机理、噪声理论和l/f信号表征方法的基础上,对各种电迁移可靠性实验评估方法(传统的寿命测试法、电阻变化测量法、噪声测量法)的特点作了分析对比.重点研究了VLSI金属互连电迁移噪声检测技术.基于对国内外相关技术发展动态与现状的研究与分析,完成了金属薄膜的电迁移微弱噪声信号测试系统的设计,并实现了数据的自动采集与处理.通过加速寿命实验和对样品的噪声测量,获取了样品电迁移过程不同损伤程度的噪声数据.对实验数据和结果做了对比分析,找到了与电迁移相关的噪声表征参量的变化规律.研究结果表明噪声有可能用于电迁移可靠性表征.而且与其它传统的测试方法相比,噪声方法有着测试条件接受正常工作状态、测试时间短、敏感度高和非破坏性等优点,有较好的应用前景.

目录

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第一章绪论

第二章电迁移噪声理论基础

§2.1电迁移简介

2.1.1电迁移现象

2.1.2电迁移寿命的表达式

2.1.3电迁移微观机理

2.1.4影响电迁移的因素

§2.2电迁移评估方法

§2.3噪声检测技术的理论基础

2.3.1噪声的数学基础

2.3.2噪声分类与1/f噪声

第三章电迁移噪声检测方法研究

§3.1测试硬件系统的设计与实现

3.1.1系统概述

3.1.2样品

3.1.3偏置

3.1.4耦合

3.1.5放大

3.1.6采集

§3.2测试软件系统的设计与实现

3.2.1传输函数

3.2.2数据前期处理

§3.3测试系统的使用

3.3.1系统工作状态选择及仪器保护

3.3.2系统抗干扰措施

3.3.3测试系统使用方法

第四章电迁移过程中的噪声测量结果与分析、讨论

§4.1加速寿命实验方案设计

4.1.1应力条件

4.1.2 R-T关系

4.1.3实验仪器及样品

4.1.4实验线路

§4.2噪声测量与数据处理流程

4.2.1测试条件

4.2.2实验步骤

4.2.3数据拟合和参数提取

§4.3结果分析与讨论

4.3.1电阻变化规律

4.3.2噪声变化规律

4.3.3对比分析与讨论

第五章结论与展望

§5.1论文成果

§5.2测试系统改进思路

§5.3需继续研究的方向

§5.4展望

致谢

参考文献

在研期间研究成果

附录