基于蒙特卡洛方法建立用于产品良率估算的最小工作电压模型

摘要

最小工作电压(VDDmin)是指能够使器件输出正确逻辑的最小电源电压值。该值一般可以通过对待测器件进行工作电压一维搜索得到。最小工作电压测试或极低工作电压测试可用来检测生产中引入的工艺缺陷。继静态电流(IDDQ)测试之后，最小工作电压测试已成为一项重要的产品性能及可靠性的指标。
　　蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation)是一种以概率统计理论为指导的非常重要的数值计算方法。它通过随机采样的方法，以随机事件出现的频率估计其概率，或者以采样的数字特征估算随机变量的数字特征，并将其作为问题的解。蒙特卡洛模拟在金融学、经济学及各种工程领域内应用广泛。
　　本文讨论了如何运用蒙特卡洛模拟方法对产品进行最小工作电压分布的预测，并将以实例说明这种方法可以准确地预测生产工艺的变化对产品良率的影响。

目录

声明

摘要

1 引言

2 背景知识介绍

2．1 VDDmin测试及数据收集方法

2．2 造成晶圆厂工艺波动的因素

2．2．1 沟道尺寸偏移

2．2．2 随机掺杂波动

2．2．3 栅氧化层厚度的波动

2．2．4 线边缘和线宽的粗糙度

2．2．5 载流子波动

2．3 工艺波动的类型

2．3．1 片间波动

2．3．2 片内波动

2．3．3 互连线波动

2．4 蒙特卡洛方法原理及应用

3 VDDmin测试的意义

3．1 传统的IDDQ测试

3．2 VDDmin在最新工艺产品工程中的应用

4 VDDmin与晶圆厂工艺关键参数之间的联系

4．1 工艺角与设计容限试验

4．2 挑选用以VDDmin建模的工艺关键参数

4．3 建立VDDmin与IsatN／P之间的联系

5 应用蒙特卡洛方法模拟VDDmin的分布

5．1 用蒙特卡洛方法随机生成数据的步骤

5．2 利用Excel实现自动蒙特卡洛采样模拟

5．3 针对VDDmin分布的数据分析及基于VDDmin分布的良率估算

5．4 模拟晶圆厂工艺目标值调整及工艺波动控制水平对良率的影响

6 结论

参考文献

致谢