Комплексная методика для конкурирующего прогрессирующего пробоя в нескольких точках для приложений BEOL/FEOL

Представлена общая методика анализа диэлектрического пробоя (BD), демонстрирующая конкурирующий прогрессирующий пробой (PBD) в нескольких точках для приложений в back-end-of-line (BEOL) и front-end-of-line (FEOL) с учётом вариабельности толщины. Для исследования явлений после пробоя применяется процедура Монте-Карло, охватывающая диапазон от небольших вариаций толщины в FEOL SiO2 до очень больших вариаций в низкодиэлектрических (low-K) диэлектриках BEOL. Вместо прямого моделирования токовых транзиентов, как это было сделано недавно, используется методология последовательной статистики BD для генерации множества точек пробоя и соответствующего времени прогрессирующего пробоя (TPBD). Показано, что в режиме одностадийного (single-spot) PBD время первого пробоя (TBD или TBD1) по своей природе некоррелировано со временем остаточного существования (TRES), даже при наличии вариабельности. В отличие от этого, в случае конкурирующего PBD в нескольких точках распределения окончательного жёсткого пробоя (HBD) существенно зависят от вариации толщины, в результате чего они становятся не-Вейбулловскими (non-Weibull) и отклоняются от пуассоновского масштабирования по площади на высоких процентилях. Сообщается о существенной внутренней корреляции между TBD и TRES в сценариях с несколькими точками PBD при наличии вариабельности толщины. Результаты моделирования методом Монте-Карло находятся в отличном соответствии с экспериментальными данными для трёх наборов аппаратного обеспечения из приложений FEOL и BEOL.