基于相移电子散斑干涉技术预测集成电路工作寿命的方法

摘要

本发明公开一种基于相移电子散斑干涉技术预测集成电路工作寿命的方法，通过相移电子散斑干涉技术，测量集成电路试件封装表面在温度加速寿命试验下的封装表面离面位移变化规律，确定失效点，并根据失效点离面位移量和温度曲线关系计算失效激活能，最后根据建立的寿命预测模型对其寿命进行预测。该方法可在测量集成电路试件芯片表面位移的同时测量整个表面的信息，并可实现在线连续检测，同时测量更加准确。

主权项

1.基于相移电子散斑干涉技术预测集成电路工作寿命的方法，其特征是包括如下步骤：1)建立一套基于相移电子散斑技术的光学测试平台，并将集成电路试件放置在搭建好的光学测试平台上，利用温控系统给集成电路试件施加序进的温度应力，同时给试件施加正常水平的恒定电应力；2)测试五步位移的光强，并通过下述公式求解出集成电路试件表面的任一点的包裹相位值式中，五步相移的相位调制分别-2α，-α，0，α，2α，α为每步相移量，I_i(i＝1，2，3，4，5)为每步的光强；之后再进行解包裹运算，得到真实的相位值3)根据下述公式得出离面位移值式中，Δs(x，y)为任意一点的离面位移值，为解包裹后的真实相位值，λ为激光波长；4)结合温度施加过程得出离面位移与温度的曲线关系，由此判断集成电路试件的寿命长短；即①根据所得离面位移数据，拟合ln(ΔS/T²S₀)和-1/T曲线，即：其中A′＝A/S₀，A为一常数值，S₀为芯片表面初始位移值，ΔS为离面位移值，T为测试时的温度，k波尔兹曼常数，j为电流密度，V为工作电压值，n为电流密度幂指数因子，m为电压幂指数因子，Q为失效激活能，β为温度变化率；上述曲线即为失效机理一致判别曲线，该曲线的拐点位置为失效机理变化的温度点，由此即可得出失效机理一致的温度范围；②通过下式提取出在失效机理一致的温度范围内集成电路试件的失效激活能；其中，T₁～T₂和T₃～T₄为同一失效机理下的两个不同的时间段，ΔS₁为T₁～T₂区间内的离面位移，ΔS₂为T₃～T₄区间段内的离面位移，S₁为芯片表面T₁时的位移值，S₂为芯片表面T₃时的位移值，Q为失效激活能，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度；③将上述求出的失效激活能代入下述寿命预测模型，即得出不同温度T_i条件下集成电路试件的工作寿命τ，其中T₁′～T₂′温度范围内集成电路的失效机理与常温工作环境温度T_i的失效机理一致，Q为失效激活能，β为温度变化率，k为波尔兹曼常数，T为测试时的温度。