Q. TDDB 불량 사례 및 해결책

답변 5

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  방산러LIG넥스원

  코차장 ∙ 채택률 96%

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  안녕하세요. TDDB는 절연막에 장시간 전압 스트레스가 누적되면서 trap이 쌓이고 결국 leakage 증가 후 breakdown 되는 대표적인 신뢰성 불량입니다. 원인은 보통 절연막 두께 불균일, plasma damage, contamination, interface defect 등이 많습니다. 특히 고집적 공정에서는 high-k/metal gate 계면 문제가 자주 연결됩니다. 분석은 CVS(Constant Voltage Stress), TDDB lifetime test로 열화 특성을 먼저 보고 SILC leakage 변화나 Weibull plot으로 fail distribution 분석 많이 합니다. 원인 분석은 TEM/FIB 단면, EDX, XPS, SIMS 등으로 계면 오염이나 defect 확인하는 경우가 많고 charge pumping이나 BTI 연계해서 trap 특성 같이 보는 경우도 있습니다. 해결은 공정 damage 줄이기, annealing 최적화, dielectric quality 개선, contamination 관리 방향으로 접근하는 편입니다.

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  합격 메이트삼성전자

  코부사장 ∙ 채택률 81%

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  멘티님. 안녕하세요. ​SK하이닉스 연구개발 직무의 TDDB 불량은 반도체 절연막에 지속적인 전압 스트레스가 가해지면서 시간이 경과함에 따라 절연 특성을 잃고 파괴되는 대표적인 신뢰성 이슈입니다. 주요 원인은 제조 공정 중 절연막 내부에 형성된 트랩이나 결함 부위에 전하가 지속적으로 축적되면서 전류 누설 경로가 생성되는 현상에서 비롯됩니다. ​이를 분석하기 위해 고온·고전압 조건에서 가속 시험을 진행하는 퀴리-웨이블 분포 분석법이나 절연막 내부의 전류 변화를 실시간으로 모니터링하는 계측 기법을 주로 활용합니다. 공정 단계에서 원자층 증착 기술을 고도화하여 막질의 밀도를 높이고 열처리 공정을 통해 내부 결함을 최소화하는 방식으로 불량을 선제적으로 제어할 수 있습니다. ​응원하겠습니다.

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  PRO액티브현대트랜시스

  코상무 ∙ 채택률 100%

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  산화막 등 절연막이 전계 스트레스에 장시간 노출되면서 결함이 누적되어 결국 절연 파괴가 발생하는 불량입니다. 주요 원인은 박막 내 결함(트랩), 공정 오염, 산화막 두께 불균일, 높은 전계 집중 등이 있습니다. 분석은 TDDB 가속 수명 시험(I-V stress)을 통해 수명 분포를 Weibull plot으로 해석하고, FIB/ TEM으로 절연막 파괴 위치와 구조 결함을 확인합니다. 또한 SEM, EDX로 오염원 분석, C-AFM으로 국부 누설 경로를 파악합니다. 해결은 산화 공정 최적화, 결함 밀도 감소, 게이트 절연막 품질 개선, 전계 분산 구조 설계로 접근합니다.

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• 다

  다할수있습니다큐비앤맘

  코부장 ∙ 채택률 64%

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  조금이라도 도움이 되셨다면 채택 부탁드립니다 ~~~~ TDDB는 Gate oxide에 장시간 전계가 인가되면서 절연막 내부 defect가 누적되고 결국 dielectric breakdown이 발생하는 신뢰성 불량입니다. 특히 공정 미세화가 진행될수록 oxide thickness가 얇아져 더 중요하게 관리됩니다. 대표 원인은 산화막 내부 trap 증가, plasma damage, interface defect, contamination, high electric field 집중 등이 있습니다. 증상으로는 leakage current 증가와 breakdown voltage 감소가 나타납니다. 분석은 보통 CVS Constant Voltage Stress, Ramp Voltage Stress 같은 TDDB 평가를 진행하고 SILC Stress Induced Leakage Current 변화를 확인합니다. 추가로 TEM, EDX, SIMS 등으로 oxide 두께나 contamination 여부를 분석하기도 합니다. 해결 방향은 oxide quality 개선, plasma damage 최소화, thermal budget 최적화, high-k 공정 안정화, interface defect 감소 등이 대표적입니다. 결국 defect density를 줄여 breakdown path 형성을 억제하는 것이 핵심입니다.

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• 멘

  멘토 지니KT

  코상무 ∙ 채택률 64%

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  ● 채택 부탁드립니다 ● TDDB는 Time Dependent Dielectric Breakdown으로 게이트 절연막이 장시간 전기적 스트레스를 받아 열화되며 발생하는 신뢰성 불량입니다. 대표적으로 누설전류 증가, Gate Oxide 파괴, Threshold Voltage 변화 등이 나타납니다. 원인은 과도한 전계, 산화막 두께 불균일, 공정 중 결함 및 contamination 등이 많습니다. 특히 미세공정에서는 trap 생성과 defect accumulation 영향이 커집니다. 분석은 CVS Constant Voltage Stress, TDDB lifetime test, I-V 측정 등을 통해 열화 속도와 breakdown 시점을 확인합니다. 이후 TEM, EDX, SIMS 같은 물성 분석으로 산화막 상태나 오염 여부를 확인하기도 합니다. 해결 방향은 산화막 품질 개선, 공정 조건 최적화, defect 감소, 전계 완화 설계 등이 대표적입니다. 면접에서는 “전기적 stress로 인한 절연막 열화 메커니즘” 흐름으로 설명하면 좋습니다.

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  반도체

  설계팀

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