|
多器件TDDB和NBTI 圖4示出了多器件TDDB測試結構的共用 SMU和SMU-per-pin配置。在開關（共用SMU） 情況下，SMU1提供連續應力至測試序列的全 部結構，SMU2順序測量每個器件。在順序分 析結構的過程中，開關延時和有限的測量速 度合在一起會限制每個結構的測量速度。因 此，必須分析這些延時并折合至壽命分析以保證準確推測壽命。而且，如果一個結構遭 受災難性的故障，本組的其它結構將遭受電 壓瞬變、暫時失去應力條件并可能使測量結 果不準確。SMU-per-pin架構不受開關延時 和結構不良連接的影響，但更重要的是測量 速度非常快，這對于采集高速漸進擊穿現象 而言至關重要。 
圖4. 使用左半部的共用SMU架構以及右半部的SMU-per-pin 架構進行TDDB測試。 NBTI測試面臨不同的問題。NBTI測試 結構是一個MOSFET，其中在柵極施加應力 并在漏極進行測量，源極和襯底接地。由 于劣化恢復問題，NBTI要求極高的測量速 度。特性分析帶來的應力中斷時間應盡量 短。測量速度越快，劣化測量的準確度越 高。2 很明顯，共用SMU系統在應力和測量 周期之間引入了延時，并在特性分析之間 的應力持續期帶來了可變性。即便使用可 能造成損害的熱開關技術3，也必須測量應 力周期長度的變化并在壽命分析過程中加 以考慮。 并行測試和多個組 并行測試提高了測試儀和探測器的利 用率并通過同時測量多個器件提高了吞吐 量。所提高的吞吐量相對標準可靠性測試而言可能是圖5所示順序測試流的好幾倍。 對于僅包含應力-測量序列的簡單測試 而言，采用共用SMU方法能以更快速的源、 更短的建立延時和更高的積分速率縮短測 試時間。但這樣做付出的昂貴代價是測量 誤差升高。另一種并行測試方法可以在先 前測試一個器件的時間內提供4個器件的 測試結果。當然，這假定了測試時間比開 銷（例如，探測器移動）時間長得多。增 加被測器件的數量，尤其在時間較長的可 靠性測試中，能節省大量時間并得到更多 的統計數據樣本。
圖5. 在順序測試與并行測試之間的時間差 并行SMU-per-pin ACS集成測試系統的實現 使用多個GPIB組的2600系列源表實現 ACS集成測試系統的并行測試。通常使用4 個SMU（2臺2600系列儀器）一組來測量4 端FET或4個電容器。組內的2600系列儀器 用TSP-LinkTM 連接起來作為一臺儀器那樣進行控制。此方法實現了系統可擴展性而且簡化了ACS內的測試管理。因此，可以 建立多組SMU-per-pin測試系統。 對于并行測試而言，測試腳本預裝載 至每臺2600主機并保存在它的存儲器內。 觸發后，控制器將啟動一個函數調用每個 組的主機，主機將運行腳本來協調其它 2600儀器。然后，此控制器掃描總線并 接收來自2600主機的測試結果。
圖6. 采用GPIB和TSP-Link連接的多組2600系列儀器設置示例。每組在相同時間開始運行（相同或不同的）腳本。 結論 面市時間延長和測試成本壓力增大意 味著測試工程師必須用更少的投入做更多的事。利用吉時利久經驗證的儀器和測量， ACS集成測試系統填補了基于交互式實驗 室工具與高吞吐量生產測試工具之間的空白。 圖1所示的ACS系統表示了一種SMU-per -pin配置，這對于縮微CMOS可靠性測試非 常有利。工程師使用此系統就擁有了極大的系統靈活性和吞吐量，不僅能提供數量 巨大的統計數據，還實現了性能卓越的獨 立器件測量。 想與吉時利測試測量專家互動？想有更多學習資源？可登錄吉時利官方網站http://www.keithley.com.cn/ |
