半导体工艺中提高闪存可靠性的方法

针对半导体集成电路芯片在以后工作条件和应用环境下，以及在规定的工作时间内可能出现的失效模式，采取相应的设计技术，使这些失效模式能够得到控制或消除，从而使设计方案能同时满足其功能、特性和可靠性要求。具体分为以下4类技术：

1)常规可靠性设计技术。包括冗余设计、降额设计、灵敏度分析、中心值优化设计等。

2)针对主要失效模式的器件设计技术。包括针对热载流子效应、闩锁效应等主要失效模式，合理设计器件结构、几何尺寸参数和物理参数。

3)针对主要失效模式的工艺设计保障。包括采用新的工艺技术，调整工艺参数，以提高半导体集成电路芯片的可靠性。

4)半导体集成电路芯片可靠性计算机模拟技术。在电路设计的同时，以电路结构、版图布局布线以及可靠性特征参数为输入，对电路的可靠性进行计算机模拟分析。根据分析结果，预计电路的可靠性水平，确定可靠性设计中应采用的设计规则，发现电路和版图设计方案中的可靠性薄弱环节。

intel 前CEO 展示晶圆

2工艺保障

通过设计，为芯片的可靠性水平奠定了基础，最终芯片产品的实际可靠性水平取决于芯片的制造工艺。为保证工艺可靠性要求的实现，从芯片生产涉及的环节应主要考虑以下几个方面的控制：

1)原材料控制。包括对掩膜版、化学试剂、光刻胶、特别对硅材料等原材料的控制。控制不仅采用传统的单一检验方式，还可对关键原材料采用统计过程控制SPC技术，确保原材料的质量水平高，质量一致性好。

2)加工设备的控制。除采用先进的设备进行工艺加工外，还应做好对设备日常维护、预防性维修等工作，同时应对设备的关键参数进行监控，必要时建立设备参数的SPC控制模型进行分析控制等。

3)工艺加工过程的控制。包括对关键工艺参数进行SPC控制、工序能力分析、6σ设计等，同时对工艺加工关键环节建立工艺检验手段，如对氧化层的针孔和裂纹的检验、对可动金属离子的检验、对金属层稳定性的检验等。

此外，工艺方面的保障还应包括对 *** 作人员的培训和考核、对环境洁净度的控制和建立先进的生产质量管理信息系统等方面。

3筛选、验证保障

设计、加工的半导体集成电路芯片交付之前，需进行筛选、检验以保证芯片的质量与可靠性。目前，行业内普遍认可的是参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求，对半导体集成电路芯片进行100%筛选、鉴定检验和质量一致性检验。其中100%筛选对所有裸芯片进行，主要进行晶片批验收、稳定性烘焙、电探针测试、功能拉偏测试、内部目检。通过100%筛选尽可能地剔除早期失效芯片。

鉴定检验和质量一致性检验是对封装样品进行，从筛选合格芯片中随机选取芯片封装后参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求进行鉴定检验和质量一致性检验，其中不进行与封装有关的试验。通过这种方式，验证整批裸芯片的质量与可靠性水平能否满足用户要求和长期可靠性要求。而按不同要求检验的芯片分别达到相应质量等级要求。

通过这种方式，不但能够指导半导体集成电路芯片研制单位设计、制造相应质量等级要求的芯片，同时也便于使用单位选用，满足其不同应用环境的使用需求。

可靠性试验一般是在产品的研发和生产阶段进行的，是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果可为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。

可靠性试验项目：

气候环境（温湿度类）：高温、低温、恒定湿热、交变湿热、温湿度组合循环、快速温变、冷热冲击、低气压（高度模拟）

气候环境（光照类）：UV紫外光试验、氙灯试验、金属卤素灯、碳弧灯。

机械环境：随机振动试验、正弦振动试验、共振搜寻与驻留、正弦+随机振动试验、随机+随机振动试验、机械冲击试验、碰撞试验、稳态加速度、跌落试验。

综合环境：温度+温度+振动、温度+温度+冲击、温度+度+碰撞、HALT/HASS/HASA、温度+温度+堆码、高压蒸煮

防护等级：IP防护(防水、防尘)、IK防护(外界机械碰撞防护)

生物及化学活性物质环境：盐雾试验、霉菌试验、气体腐蚀、耐化学试剂、人工汗液

物理性能：耐化学试剂，附着力/耐磨/划痕，硬度，拉伸/抗压/屈服强度，弯折/摇摆插拨/扭矩，落球冲击/摆锤冲击/冲击锤冲击，色牢度/色差，熔融指数/熔点，滚桶跌落/定向跌

落/微跌，按键寿命，反射率/透过率/吸收率

电性能：绝缘/耐压，接触电，接地电阻，温升，介电强度，静电ESD，晶体管V/曲线，噪声/音质，电/电容/电感测试，瞬断，充/放电

中科检测开展电子电器、半导体、汽车零部件等工业制品或材料的可靠性试验。

半导体行业中可靠性测试在SGS深圳半导体及可靠性测试实验室测。2021年12月9日，国际公认的测试、检验和认证机构SGS在深圳举行了半导体及可靠性测试实验室升级开业典礼，升级后，实验室服务领域向汽车电子产品领域延伸。SGS中国区总裁郝金玉博士向记者表示，汽车级芯片技术壁垒远高于工业和消费级，SGS将在功能安全、体系认证、器件可靠性验证等方面助力中国芯片安全“上车”。

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