面向偏压温度不稳定性分析的即时VTH测量（二）

一种常用的OTF方法是仅监测漏极电流。这种方法在漏极施加小偏压（通常为25～100mV）并连续进行漏极电 流测量，如图1所示。在此方法中，连续的采样速率非常 关键。用2600系列源表能实现90μs连续采样间隔以及能 存储多达50,000数据点的仪器缓冲区。

这种方法的一个重要优点是，在撤销应力后可以在很 短时间内采集到BTI恢复动态的机制，如图2右部所示。已 经发现，恢复动态比劣化动态对于工艺偏差表现出更大的 易变性和敏感性。

此方法非常类似于仅监测ID 的方法，区别是在线性 区域测量ID。这里的关键是通过缩短测量时间最大程度 减小劣化恢复时间。使用吉时利2600系列源表可以实现仅约200μs的栅极电压中断。

一些研究人员可能注意到许多OTF方法采用了与关注 参数关系甚远的间接VTH 测量技术。例如，间歇期测量仅 监测ID不能很好地观察VTH 实际偏移，因为其它参数偏移 （例如界面态劣化造成的移动性劣化）也可能影响ID，这 与VTH 影响的ID 无关。

OTF VTH 法只是将Denais OTF方法中的3次测 量替换为以gm-max 为中心的一些扫描点，如图4所示。取决于 测试系统的噪底、源建立速度和测量积分速度，这样提取 的VTH 潜在地要比仅从3个测量点外插得到的VTH 准确。

本应用笔记介绍的测量已用2600系列源表实现过。一 台带有双4象限源-测量单元和嵌入式脚本处理器的2612能 独立执行完整的BTI特性分析。除了本文介绍的例子外， 2612还能进行更复杂的测试，例如Parthasarathy等人提出 的“IV OTF偏压模式”。4 2600系列仪器嵌入的测试脚本语言能灵活地实现上述复杂测试。而且，吉时利提供的免费 测试脚本实例能加速用户集成方案的开发。

2600系列源表的架构针对可扩展性进行了优化。在实 验室或生产环境中，可扩展性简化了多通道并行系统的构 建和快速NBTI测试的执行。欲获知系统扩展指南，请参见 名为“Meeting New Challenges in Wafer Level Reliabi -lity Testing using Source-Measure Units (SMUs)[用源-测量单元（SMU）迎接晶圆级可靠性测试新挑战]”的在 线归档指南。可从吉时利网站下载该指南www.keithley. com/events/semconfs/webseminars，并在www.keithley. com获取其它信息资源。 4

吉时利能将多台2600系列仪器集成为完整的BTI测试方案。当结合4200-SCS和脉冲I-V选 件（4200-PIV）使用时，这些方案能对偏压温 度不稳定性机制实现前所未有的深入观测。提供的全自动晶匣级晶圆自动化功能能采集统计 意义上极大规模的样品。

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