TDDB寿命测试与预测方法

斜坡电压法评价栅氧化层TDDB寿命

斜坡电压法评价栅氧化层TDDB寿命
肖金生;Kerva.,G
【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》
【年(卷),期】1995(000)001
【摘要】随着MOS集成电路向深亚微米方向发展,栅氧化层的电场强度越来越高,与时间有关的介质击穿(TDDB)效应成了更突出的可靠性问题.对栅氧化层TDDB寿命的评价一直受到人们的重视.主要评价方法有恒定电压法、恒定电流法和斜坡电压法.恒定电压法具有理论完善、所需仪器简单的优点.但由于栅氧化层的TDDB寿命主要取决于氧化层中的缺陷状况,随机性很大,很难选择合适的试验电压,大大限制了它的应用.恒定电流法也存在类似的问题.新的评价方法是斜坡电压法,它是在栅氧化层上施加从零伏开始随时间线性增加的电压。

【总页数】5页(P25-29)
【作者】肖金生;Kerva.,G
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN432.06
【相关文献】
1.高温恒定电场栅氧化层TDDB寿命测试方法研究 [J], 王涛;李斌;罗宏伟
2.栅氧化层TDDB可靠性评价试验及模型参数提取 [J], 恩云飞;孔学东;徐征;赵文斌
3.NO退火对4H-SiC MOS器件栅氧化层TDDB可靠性的影响 [J], 万彩萍;王影杰;张文婷;王世海;周钦佩;许恒宇;
4.深亚微米CMOS器件中栅氧化层的经时击穿行为(TDDB)及其机理研究 [J], 董科
5.薄栅氧化层斜坡电压TDDB寿命评价 [J], 王茂菊;李斌;章晓文;陈平;韩静
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VLSI铜互连可靠性TDDB特性及其寿命评估模型研究

西安电子科技大学硕士学位论文VLSI铜互连可靠性TDDB特性及其寿命评估模型研究姓名：李思言申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：马佩军20090101第三章铜互连可靠性的基本理论电场有关。

界面不可能绝对平整，微观上可能存在一定突出，导致局部电场增强。

介质层中也可能存在一些杂质和缺陷，使界面势垒高度降低。

这些因素都使薄弱处首先产生隧穿电流。

在电荷积累模型的基础上，人们根据经验建立了预测互连中ＴＤＤＢ寿命的１／Ｅ模型。

也有人根据热化学击穿理论建立了Ｅ模型。

这两种模型都被普遍应用在铜互连ＴＤＤＢ寿命的评估中，但是无论哪一种模型，都有着其缺陷而有待完善。

３．５提高铜互连可靠性的方法随着铜互连尺寸的减小，铜互连的可靠性问题越来越严重，与此同时，各种提高铜互连可靠性的方法的研究也在不断的进行。

这些研究的重点主要放在结构、工艺和材料等方面。

由于铜互连中最快速的扩散通道是金属上层表面，因此改善铜和阻挡层界面的性能可以显著的提高铜互连的可靠性【３·１０】。

从结构上讲，目前广泛使用添加金属阻挡层的方法，该方法是在ＣＭＰ后再铜线上覆盖一层很薄的金属层，该金属层并不覆盖层间介质。

要求该金属层要足够薄，从而保证在不需要额外抛光平坦化的情况下，能够减少铜离子的输运，从而延长互连线寿命。

Ｃ．Ｇｕｅｄｊ等人的研究发现，采用ＣＶＤ工艺的ＴｉＮ作为阻挡层之后，低ｋ材料无论在时间相关介质击穿方面都要比高密度介质要好【３‘１１】。

而从工艺改进的角度，他们也发现，对于ＴａＮ阻挡层，刻蚀之后采用氢气等离子技术可以将击穿电压提高３４％，同时，Ｋｅｎｓｕｋｅ等人的研究也显示，用离子溅射法形成的Ｔａ／ＴａＮ阻挡层可以显著的提高电迁移和应力迁移特性【３·１２Ｊ。

从材料上讲，目前研究的阻挡层材料为ＣｏＷＰ，ＣｏＳｎＰ，Ｐｄ和Ｃｕ３Ｓｎ。

对覆盖了Ｐｄ，ＣｏＷＰ，ＣｏＳｎＰ的样品的实验测试发现，未覆盖金属的样品在２００小时内就出现电阻剧增的现象，而覆盖金属的样品在２２００小时后，电阻只增加了１０％，可能ＣｏＷＰ等材料改变了界面处的结合能，从而有效抑制了电迁移沿顶部的扩散，提高了电迁移寿命。

tddb测试流程

tddb测试流程TDD（测试驱动开发）是一种软件开发方法论，它强调在编写代码之前先编写测试用例，并且在编写代码的过程中不断运行测试用例来验证代码的正确性。

而TDD中的TDD-B（测试驱动设计-双重开发）则是一种针对硬件设计的TDD方法。

本文将介绍TDD-B的测试流程及其相关内容。

一、TDD-B简介TDD-B是一种基于TDD的硬件设计方法，其目标是通过测试来驱动硬件设计的过程。

TDD-B的核心思想是在设计之前编写测试用例，然后逐步实现设计，直到所有的测试用例都通过为止。

通过这种方式，TDD-B可以帮助设计者在开发过程中快速发现和解决问题，提高设计的质量和稳定性。

二、TDD-B的测试流程TDD-B的测试流程可以分为以下几个步骤：1. 编写测试用例：在进行硬件设计之前，首先要编写测试用例。

测试用例应该覆盖设计的各个功能点，并且要考虑到各种可能的输入情况和边界条件。

2. 运行测试用例：在设计阶段，设计者需要不断运行测试用例来验证设计的正确性。

如果测试用例通过，则可以继续进行下一步的设计；如果测试用例未通过，则需要进行错误分析和修复。

3. 设计实现：在设计阶段，设计者需要根据测试用例的需求逐步实现设计。

设计者可以使用各种工具和方法来完成设计，例如使用硬件描述语言进行设计描述，使用仿真工具进行功能验证等。

4. 运行仿真：在设计实现完成后，设计者需要进行仿真来验证设计的正确性。

仿真可以模拟硬件的工作过程，并且可以检测到设计中的潜在问题。

5. 修复错误：在仿真过程中，如果发现设计存在问题，则需要进行错误分析和修复。

设计者可以通过修改设计或者调整参数等方式来解决问题，并且需要重新运行测试用例来验证修复效果。

6. 重复以上步骤：设计者需要不断重复以上步骤，直到所有的测试用例都通过为止。

通过不断重复测试和修复，设计者可以逐步完善设计，并且提高设计的稳定性和可靠性。

三、TDD-B的优势TDD-B相比传统的硬件设计方法有以下几个优势：1. 提高设计的质量：通过不断运行测试用例和修复错误，TDD-B可以帮助设计者在开发过程中及时发现和解决问题，从而提高设计的质量。

TDDB击穿特性评估薄介质层质量

TDDB击穿特性评估薄介质层质量
胡恒升;张敏;林立谨
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2000(028)005
【摘要】与时间相关电介质击穿(TDDB)测量是评估厚度小于20nm薄栅介质层质量的重要方法.氧化层击穿前,隧穿电子和空穴在氧化层中或界面附近产生陷阱、界面态,当陷阱密度超过临界平均值bd时,发生击穿.击穿电量Qbd值表征了介质层的质量.Qbd值及其失效统计分布与测试电流密度、电场强度、温度及氧化层面积等有定量关系.TDDB的早期失效分布可以反映工艺引入的缺陷.TDDB可以直接评估氧化、氮化、清洗、刻蚀等工艺对厚度小于10nm的栅介质质量的影响.它是硅片级评估可靠性和预测EEPROM擦写次数的重要方法.
【总页数】5页(P80-83,74)
【作者】胡恒升;张敏;林立谨
【作者单位】中国科学院上海冶金研究所微电子学分部,上海,200233;中国科学院上海冶金研究所微电子学分部,上海,200233;中国科学院上海冶金研究所微电子学分部,上海,200233
【正文语种】中文
【中图分类】TN406
【相关文献】
1.衬底热电子增强的薄SiO2层击穿特性研究 [J], 刘红侠;郝跃;黄涛;方建平
2.薄SiO2层击穿特性与临界陷阱密度 [J], 林立谨;张敏
3.钝化介质层对功率GaAs MESFET的栅-漏击穿特性影响 [J], 费庆宇;黄云
4.氮化H_2-O_2合成薄栅介质的击穿特性 [J], 刘运龙;刘新宇;韩郑生;海潮和;钱鹤
5.PECVD法低温形成纳米级薄介质膜击穿特性的实验研究 [J], 陈蒲生;刘剑;张昊;冯文修
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tddb测试方法

tddb测试方法TDDB测试，这名字听起来是不是有点神秘呢？其实呀，它就是时间相关介质击穿测试（Time - Dependent Dielectric Breakdown）啦。

那这个测试是干嘛的呢？简单来说，它主要是用来测试像绝缘材料或者半导体器件这些东西的可靠性的。

就好比给这些材料或者器件来一场耐力大考验。

在进行TDDB测试的时候呢，我们得先准备好测试的样品。

这个样品呀，得是那种能够代表我们实际要检测的东西的。

比如说，如果我们要检测某种芯片的可靠性，那这个样品芯片就得是按照正常生产流程做出来的，不能是那种特制的、和实际产品不一样的芯片哦。

然后呢，我们要给这个样品加上合适的电压。

这个电压的大小可不能随便定呢，要根据这个样品的特性还有我们想要得到的测试结果来确定。

这就像是给运动员制定合适的训练强度一样，太轻了没效果，太重了可能就把样品给弄坏了，那就得不到准确的结果啦。

在加电压的过程中呢，我们就要开始观察样品的反应啦。

看看什么时候会出现介质击穿的现象。

这就像是看着一个小种子什么时候发芽一样，得特别仔细。

一旦发现击穿了，就要马上记录下这个时间。

这个时间可是很关键的数据哦，它能告诉我们这个样品在这样的电压下能坚持多久呢。

还有哦，测试的环境也很重要呢。

温度、湿度这些因素都会影响测试的结果。

就像我们人在不同的天气里状态不一样，样品在不同的环境下表现也会不同。

所以呀，我们要把测试环境控制好，这样才能得到比较准确的结果。

TDDB测试虽然听起来有点复杂，但只要我们一步一步按照正确的方法来做，就能够得到很有用的关于材料或者器件可靠性的信息啦。

这就像是解开一个小谜题一样，当我们最后得到准确结果的时候，那种感觉就像是找到了宝藏一样开心呢。

NO退火对4H-SiC MOS器件栅氧化层 TDDB可靠性的影响

期筛选和排查可靠性隐患尤为重要，栅氧工艺作为 SiC MOS 器件的核心工艺备受关注。 SiC 材料在氧化过程中，氧化温度过高或者过低会导致栅氧材料中存在氧空位和 C 残留，因此，在
SiC 外延材料上获得界面特性优良的 SiO2 介质，需要对氧化工艺进行特别的优化，如进行超高温栅氧工艺或者氧化后退火工艺等。目前普遍认为 C 相关的缺陷是导致 SiO2/SiC 界面缺陷密度较高的主要原因，相关研究表明，在高温氧化后，SiC MOS 器件的界面特性仍有较大的提升空间(图 2 所示)，可以通过氧化后退火(POA)工艺进一步改善[5]。
Received: Jun. 9th, 2018; accepted: Jun. 21st, 2018; published: Jun. 28th, 2018
Abstract
Silicon carbide (SiC) devices have great potential in high voltage and high power applications as its unique physical and chemical properties. However, due to the presence of carbon, gate oxide reliability of SiC MOS devices has always restricted the development of SiC MOSFET (Mental-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) devices. The reliability of gate oxide is the key factors affecting the performance and reliability of SiC MOSFET. How to improve TDDB reliability of SiC MOS devices requires in-depth system research. Post-Oxide-Annealing (POA) in nitrogen-containing atmosphere is one of the most effective ways to improve the reliability of SiC MOS; it is based on a large number of post-oxide-annealing process research. The paper systematically studied the temperature of NO post-oxidation-annealing effects on 4H-SiC MOS TDDB (Time-dependent dielectric breakdown) reliability. The NO POA experiments is oxide in 1350˚C before annealing at different temperature. The temperature of NO post-oxide-annealing is from 1200˚C to 1300˚C. The influence of oxide post-oxidation annealing process on gate oxide reliability of SiC MOS devices is compared and summarized by TDDB. The experimental results show that with the increase of annealing temperature, the lifetime of gate oxide layer gradually increases, but the equality decreases as well.

寿命测试的原理和方法

寿命测试的原理和方法以寿命测试的原理和方法为标题，本文将介绍寿命测试的原理和方法，通过以下几个方面进行详细阐述。

一、寿命测试的原理寿命测试是指对某一产品或系统在特定条件下进行长时间运行，以评估其寿命和可靠性。

其原理主要基于以下几个方面：1. 可靠性理论：寿命测试依赖于可靠性理论，即产品在特定条件下的运行时间与其故障率密切相关。

通过寿命测试可以验证可靠性理论的准确性，并为产品的可靠性设计提供依据。

2. 加速寿命测试：由于产品的实际使用寿命较长，为了更快地评估其寿命和可靠性，通常采用加速寿命测试的方法。

该方法通过提高环境温度、加大工作负载等方式，将产品在较短时间内模拟出较长时间的使用情况，从而提前暴露出潜在的故障点。

3. 故障分析：寿命测试不仅可以评估产品的寿命，还可以通过故障分析找出故障点，并为产品的改进提供依据。

通过对故障产生原因、模式、频率等进行分析，可以对产品的设计、制造、测试等环节进行优化。

二、寿命测试的方法寿命测试的方法多种多样，根据测试对象和需求的不同可以选择合适的方法。

下面介绍几种常见的寿命测试方法：1. 时间寿命测试：将产品在特定条件下长时间运行，记录其运行时间和故障情况。

通过统计分析故障发生的时间和频率，可以得出产品的寿命曲线和故障率曲线。

2. 加速寿命测试：如前所述，通过提高环境温度、加大工作负载等方式，将产品在较短时间内模拟出较长时间的使用情况。

通过对加速寿命测试的数据进行分析，可以预测产品在实际使用条件下的寿命。

3. 应力寿命测试：对产品施加不同的应力，如温度、湿度、振动、电压等，以评估产品在各种应力下的寿命。

通过对不同应力条件下的测试结果进行比较，可以确定产品的脆弱点和优化方向。

4. 故障模式分析：对寿命测试中发生的故障进行详细分析，找出故障的原因和模式。

通过分析不同故障模式的发生机制，可以采取相应的预防和改进措施，提高产品的可靠性。

5. 可靠性增长测试：通过连续多次的寿命测试，评估产品的可靠性增长情况。

电子产品工作寿命实验

工作寿命实验(OLT)IC 工作寿命试验(Operating Life Test)为利用温度及电压加速的方法，藉由短时间的试验来评估IC的在长时间可工作下之寿命，典型的浴缸曲线(Bathtub Curve)分成早夭期(Infant Mortality)及可使用期(Useful Life)和老化期(Wear out)，对于不同区段的故障率评估皆有其相对应的试验手法。

常见的工作寿命试验方法有：BI(Burn-in) / ELFR(Early Life Failure Rate)⎝评估早夭阶段的故障率或藉由BI手法降低出货的早夭率，一般用DPPM(Defect Parts Per-Million)表示。

HTOL(High Temperature Operating Life)⎝评估可使用期的寿命时间，一般用FIT或MTTF表示。

TDDB(Time dependent Dielectric Breakdown)/HCI(Hot Carrier Injection)/EM(Electromigration)等试验评估各种材料在老化期的寿命表现。

对于不同的产品属性也有相对应的测试方法及条件，如HTGB(High Temperature Gate Bias) / HTRG(High Temperature Reverse Bias) /BLT(Bias Life Test) / IOL(Intermittent Operation Life)等试验手法。

上述各项实验条件均需要施加电源或信号源使得组件进入工作状态或稳态，经由电压/温度及时间的加速因子(Acceleration Factor)交互作用下达到材料老化的效果，并藉由试验结果计算出预估产品的故障率及FIT(Failure In Time)和MTTF(Mean Time To Failure)。

近年来较热门的议题为IC工作寿命的故障涵盖率，利用具备深向内存的预烧系统来执行IC的工作寿命实验，使其在固定的试验时间内的提高IC内逻辑闸的Toggle Rate，IC的寿命试验的Fault Coverage提升后可靠度自然也相对提升。

新型数字电容隔离器功能原理介绍

新型数字电容隔离器功能原理介绍工业和医疗应用中机器和设备设计规定的愈加严格迫使我们必须要在几乎所有类型的电子系统或电路中实施电隔离。

尽管数字隔离器已经代替了模拟隔离器，从而简化了隔离接口的设计，但广大设计人员现在面临的挑战是日益增长的高系统性能需求。

这里所说的高性能不仅仅指高数据速率和/或低功耗，而且还指高可靠性。

一方面，在恶劣的工业环境中通过稳健的数据传输来满足这一需求。

另一方面，特别是对隔离器而言，通过长使用寿命来解决这个问题。

最近在芯片设计和制造方面的技术进步已经成就了第二代数字电容隔离器，其高性能给低功耗和高可靠性定义了新的标准。

本文将介绍其功能原理和内部结构，并讨论其电流消耗和预计寿命。

功能原理图 1 显示了一款数字电容隔离器（DCI）的内部结构图。

该隔离器输入分为两个差分信号路径：一条为高数据速率通道（称作 AC-通道），另一条为低数据速率通道（称作 DC-通道）。

AC-通道传输介于 100 kbps 和 100 Mbps 之间的信号，而DC-通道则涵盖了从 100 kbps 到 DC 的范围。

图 1 数字电容隔离器的内部结构图高速信号由 AC 通道来处理，信号在通道中首先从单端模式转换为差分模式，然后被隔离层的电容-电阻网络差分为许多瞬态。

后面的比较器再将这些瞬态转换为差分脉冲，从而设置和重置一个“或非”门触发器。

相当于原始输入信号的触发器输出馈至判定逻辑（DCL）和输出多路复用器。

DCL 包括一个看门狗定时器，该定时器用于测量信号转换之间的持续时间。

如果两个连续转换之间的持续时间超出定时窗口（如低频信号的情况下），则 DCL 则指示输出多路复用器从 AC-通道切换到 DC-通道。

由于低频信号要求大容量电容器，而这种电容器使片上集成变得很困难，因此DC-通道的输入要有脉宽调制器（PWM）。

该调制器利用一个内部振荡器（OSC）的高频载波对低频输入信号进行调制。

在 AC-通道中对调制后信号的处理过程与高频信号相同。

寿命测试的原理和方法

寿命测试的原理和方法寿命测试是一种用于评估产品、设备或材料的寿命、稳定性和可靠性的方法。

它旨在模拟真实使用环境中的周期性应力加载和时间依赖行为，并通过测量和分析设备或材料在测试条件下的性能变化来预测其在实际使用中的寿命。

以下是寿命测试的原理和方法的详细解释。

一、寿命测试的原理：1.加速寿命测试原理：加速寿命测试是通过增加设备或材料所受到的应力水平来缩短测试时间，以模拟产品在正常使用过程中所经历的应力水平。

该原理基于物质在应力作用下会发生劣化、老化或失效，应力越大，劣化速度越快，因此可以通过提高应力水平来推断设备或材料的寿命。

2.时间渗透原理：时间渗透是指随着时间的推移，物质内部会发生微小的体积或化学变化。

通过在寿命测试中测量和记录这些微小变化，可以预测设备或材料的寿命。

这些变化可以是材料的化学成分变化、厚度的变化、重量的减少、弯曲或拉伸的蠕变等。

3.可靠性原理：可靠性是指设备或材料在一定时间内能够正常工作或性能稳定的能力。

寿命测试旨在评估设备或材料的可靠性，通过模拟真实使用环境中的应力和条件，利用统计学方法分析和计算设备或材料的故障概率，从而预测其在实际使用中的可靠性。

二、寿命测试的方法：1.加速应力测试：加速应力测试是通过将设备或材料暴露在高温、低温、湿度、氧化、辐射等极端条件下，以增加其受到的应力水平。

根据设备或材料的特性，可以选择合适的应力类型和水平，并持续一定的时间进行测试。

这种方法可以快速获得设备或材料在极端条件下的性能表现，更准确地预测其在实际使用中的寿命。

2.循环应力测试：循环应力测试是通过重复加载和卸载设备或材料来模拟其在实际使用中所受到的周期性应力。

这种方法可以检测设备或材料在重复应力的作用下的性能变化，并通过持续的监测和测量来评估其寿命和稳定性。

循环应力测试通常通过机械装置、液压装置、热胀冷缩等方式来实现。

3.退化测试：退化测试是针对一些易失效设备或材料进行的测试，目的是在短时间内模拟其长期使用过程中所受到的退化或劣化。

TDDB寿命测试与预测方法

方法一：
高温恒电场栅氧化层TDDB寿命测试
实验样品是N阱MOS栅氧化电容，氧化层厚度为12.5nm，加速寿命试验是在135℃的高温下通过施以不同的应力条件进
行电路图如图一所示，并联电路中的电阻起限
流作用，讲两个同种电容并联然后与外接电阻
R串联。

在高温恒定电场的加速应力的条件下
进行试验，R接在高温箱外，其上的电压可直
接用电压表测得并联部分置于高温箱中。

所需
的温度通过高温箱面板控制设置，电压应力通
过电压程控。

加上应力后通过测量外接电阻R
上的电压V来判断电容是否失效，并记录相应
的数据。

如果V大于或者等于一定的电压值Vo
（即漏电流大于或者等于某个特定值时）可判
断与之串联的电容样品中有一个或者几个被击
穿。

通过在试验中施加不同的负电场以MOS栅图一
电容电流Ig大于特定值为失效依据，测量推算各电容在应力条件下的寿命值，对同种应力条件下的样品失效时间进行分布拟合。

推导得到：
方法二：
斜坡电压法评估栅氧化层TDDB寿命
实验样品为1um CMOS硅栅工艺监制的电容，采用HP4062C半导体测试系统给予适当的程序，使系统自动测试斜坡斜率选取0.01V/s，采用斜坡电压法对样品进行测试得到斜坡电压下不同TDDB特性曲线。

tddb试验参考标准

tddb试验参考标准
TDD（测试驱动开发）是一种软件开发方法，它强调在编写实际代码之前先编写测试用例。

这些测试用例描述了程序所需的功能，然后编写足够的代码来使测试通过。

TDD试验参考标准通常包括以下几个方面：
1. 测试覆盖率标准，TDD鼓励编写测试用例来覆盖尽可能多的代码路径，以确保代码的全面测试。

因此，TDD试验参考标准通常会包括对测试覆盖率的要求，以确保测试用例覆盖了足够多的代码路径。

2. 测试用例质量标准，TDD试验参考标准通常会要求测试用例具有良好的质量，包括清晰的描述被测试功能、有效的覆盖各种情况和边界条件、易于维护和修改等。

3. 测试驱动的开发流程标准，TDD试验参考标准可能还包括对TDD开发流程的要求，包括测试用例编写、代码编写、重构等步骤的执行顺序和规范。

4. 集成测试标准，TDD试验参考标准可能还包括对集成测试的
要求，以确保单元测试通过后的集成测试也能够顺利通过。

总的来说，TDD试验参考标准旨在确保TDD方法的有效实施，以提高软件质量、减少缺陷和提高开发效率。

这些标准可以根据具体的项目和组织进行调整和制定，以满足实际的开发需求。

集成电路栅介质tddb失效预警电路设计

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解暨南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

本人授权暨南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：暨南大学硕士毕业论文摘要当集成电路的特征尺寸发展到90nm时，MOS器件的栅介质层厚度将至2nm以下，仅相当于几个原子的厚度。

在电源电压与栅介质层厚度不再等比例减小的情况下，栅介质层内的电场强度不断增加，导致的经时击穿(TDDB)问题越来越受到人们的关注并成为集成电路的主要失效机理之一。

目前，电子产品的故障预测与健康管理(PHM)技术得到广泛的认可，无论从成本的节省，还是避免故障的发生，都具有较大的优势。

电子产品的PHM技术方法主要有三种：预兆单元法、失效先兆监测指针法和寿命消耗监控法。

本文基于PHM技术的预兆单元法，设计了一种监测MOS晶体管经时击穿的失效预警电路。

主要包括互不交叠的时钟模块、应力电压产生模块、降压模块和输出模块等电路。

其中，互不交叠的时钟模块为应力电压产生模块提供两个不交叠的时钟信号驱动；应力电压产生模块采用了一种新型升压电荷泵电路，该电荷泵在轻负载时能产生较高的输出电压，并且在产生高压应力的同时，避免自身MOS晶体管的栅介质处在应力之下，从而提高了可靠性；应力电压产生模块产生的应力电压经降压模块分别加载到MOS电容和输出模块；MOS电容在应力作用下加速失效，从而可预警发生的TDDB。

【德州仪器技术文章2000401】DIN VDE V 0884-112017-01对数字隔离器认证的意义

德州仪器（TI）DIN VDE V 0884-11:2017-01对数字隔离器认证的意义作者：Luke Trowbridge截至2020年1月，德国标准化学会(DIN)和德国电气工程师协会(VDE) V0884-10: 2006-12不再是用于评估电磁和电容电隔离产品的固有绝缘特性和高压性能的有效认证标准。

这标志着集成电路（IC）制造商三年过渡期的结束。

该过渡期始于2017年，当时VDE发布了DIN VDE V 0884-11:2017-01更新标准。

随着这一变化，IC制造商必须进行升级以满足新的认证要求，否则将要求其从相应的IC 数据表中删除VDE认证。

由于这些认证是为基础和增强的数字隔离器创建的唯一器件级标准，因此它们能够使原始设备制造商和终端设备制造商相信使用该隔离器将满足其系统级的高压要求和终端设备等级认证。

新标准有哪些变化？从DIN V VDE V 0884-10到DIN VDE V 0884-11的最大变化是对认证过程和要求的更改。

表1中列出的这些更改会影响基本认证和增强认证的器件标准。

表1：DIN V VDE更新（基本和增强）让我们逐一浏览每个更新。

“最大浪涌隔离电压”量化了隔离器承受特定瞬态曲线的极高电压脉冲的能力。

由于直接或间接的雷击、故障或短路事件，图2所示的浪涌测试曲线可能会在安装中出现。

尽管测试电压、最低电压要求和冲击次数没有改变，但冲击现在以双极性脉冲而非单极性脉冲执行。

施加25个正脉冲，随后是1小时至2小时的延迟，然后再将25个负脉冲施加到同一器件。

在单个浪涌脉冲期间，一些电荷保留在隔离电介质中，从而产生剩余电场。

在单极测试中，剩余电场会减小后续脉冲期间隔离栅承受的总电场。

相比单极脉冲，双极脉冲对隔离栅的场强更大，因为剩余电场现在与前一个脉冲叠加，从而超过了该器件测试序列中任何先前脉冲的场强度。

图1：模拟直接或间接雷击、故障或短路事件的电涌试验目前，DIN VDE V 0884-11需要使用行业标准的时间相关的电介质击穿（TDDB）测试方法来收集隔离器的寿命预测数据。

寿命测试的原理和方法

寿命测试的原理和方法以寿命测试的原理和方法为标题，我们来探讨一下寿命测试的基本原理以及常用的方法。

一、寿命测试的原理寿命测试是指通过一系列的实验和观测，评估或预测一个产品、系统或设备的寿命期限。

其原理基于以下几个方面：1. 加速模型：寿命测试中常用的一个原理是加速模型，即通过模拟产品在实际使用中的环境、载荷和应力条件，加速产品的老化过程，以便在短时间内得到相对准确的寿命预测。

加速模型的建立需要对产品的应力-寿命关系进行分析和建模，以确定加速因子和寿命加速方程。

2. 应力源：寿命测试需要对产品施加一定的应力，以模拟实际使用环境中的应力情况。

常见的应力源包括温度、湿度、电压、电流、振动、冲击等。

通过控制和调整这些应力因素，可以对产品进行不同类型的寿命测试。

3. 故障分析：寿命测试的原理还包括对产品在寿命期间可能出现的故障进行分析。

通过观察和记录产品在测试过程中的故障情况，可以对产品的寿命进行评估和预测。

故障分析可以帮助确定产品的弱点和故障模式，进而改善产品的设计和制造过程。

二、寿命测试的方法1. 加速寿命测试：这是最常用的寿命测试方法之一。

加速寿命测试通过对产品施加加速应力，使其在较短时间内达到与实际使用条件下相当的老化程度。

加速寿命测试可以通过控制温度、湿度、电压等因素来实现。

例如，在电子产品的寿命测试中，可以通过提高温度和电压来加速产品老化。

2. 基于可靠性统计的寿命测试：这种方法是通过一定数量的产品进行寿命测试，并根据统计分析和可靠性理论来评估和预测产品的寿命。

该方法适用于大规模生产的产品，可以通过抽样测试来代表整个产品批次的寿命情况。

3. 试验台架寿命测试：这种方法适用于某些特定类型的产品，例如发动机、机械设备等。

通过搭建试验台架，模拟产品在实际使用中的工作环境和载荷，对产品进行长时间的运行和测试，以评估其寿命。

4. 加速退化测试：这种方法是通过对产品进行加速退化测试，观察和记录产品在不同寿命阶段的性能变化情况，以评估其寿命。