CN101915893A - 基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，通过建立一套基于电子散斑技术的测量***，给集成电路试件施加温度应力，测量集成电路试件封装的离面位移随温度变化规律，找出集成电路试件失效机理发生变化的温度点进而确定其失效机理一致的温度范围；接下来根据失效机理一致温度范围内集成电路试件的离面位移变化规律来提取其失效激活能；最后结合阿伦尼斯模型和累积失效模型建立寿命预测模型，得出该集成电路试件不同温度环境下的工作寿命。

Description

基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法

技术领域

本发明涉及集成电路试件可靠性分析与寿命预测领域，特别涉及一种基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法。

背景技术

随着电子技术的发展，微电子器件的体积不断减小，集成度日益提高且随着集成电路的多功能化和复杂化，可靠性分析的难度也越来越大、新品种越来越多，可靠性试验技术难度越来越大，各种试验检测装置、试验检测技术、试验评价方法也在不断的发展。另外，新材料、新工艺的不断出现、以及新的使用环境，使得在旧的失效问题解决后又有新的问题出现，这使得失效分析，可靠性测试成为集成电路设计与制造中关键的环节，同时随着人们对微电子器件长寿命和高可靠性的不断追求，集成电路的可靠性检测也朝着更高测试效率的方向发展，近些年，光学测量技术凭借其非接触、无损、精度高的优势逐渐被引入到半导体封装的可靠性测试中，这些方法包括：几何云纹，云纹干涉，泰曼-格林干涉仪等，但这些方法都受到一些条件的限制。相比之下激光电子散斑干涉技术(ESPI)克服了以上的缺点，具有结构简单、非接触、全场测量、不需要光滑表面及抗干扰能力强等突出优点，电子散斑干涉测量技术(ESPI)是一种对粗糙表面进行无损全场光学测量的技术，是在现代高科技成果(激光技术、全息技术、视频技术、电子技术、信息与图像处理技术、计算机技术、精密测试技术等)基础上发展起来的。其基本思想是：相干光束照射被测物体表面，从粗糙表面发生各个方向的反射，入射光与反射光相互干涉形成原始散斑干涉场。在物体状态发生改变前后分别记录原始散斑场，将这两次记录的图像信息进行相减或者其他处理，就产生了携带物体状态改变信息的散斑干涉条纹图。通过对条纹的处理和分析，可以得到被测物体的状态改变信息。该技术具有结构方法简单，测量精度高，非接触全场测量、不需光学平滑表面、抗干扰性强等突出特点。近年来国内外一些学者利用电子散斑干涉测量技术结合环境试验，从热应力变形角度对集成电路试件可靠性问题进行了研究，如熊显名、胡放荣、李根等人于2006年3月在《中国激光》第33卷增刊中公开的一种“激光电子散斑技术在集成电路试件封装热可靠性研究中的应用”，就是基于激光电子散斑干涉技术可以测量微小位移的原理来检测加载时大规模集成电路试件的离面位移，并根据实验数据和拟合曲线分析其封装的热稳定性和热可靠性。然而上述研究仅停留在对封装的热变形和热应力的分析上，没有对其可靠性寿命进行深入的研究，缺乏一个集合检测及可靠性寿命预测于一体的完善***。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，该方法能够根据集成电路试件加速温度应力条件下的离面位移变化情况预估出集成电路试件在常温条件下的工作寿命，并具有快捷、成本低廉、精度高等特点。

本发明的核心在于：以离面位移为失效敏感参数，根据集成电路试件的离面位移变化规律来预测其工作寿命，提出将序进温度加速寿命实验和电子散斑干涉测量技术结合起来，在保证失效机理一致的前提下，通过研究高温度应力条件下集成电路试件封装的离面位移来提取失效激活能，进而来测出其常温条件下的可靠寿命。

为解决上述问题，本发明所设计的基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，包括如下步骤：

基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，包括如下步骤：

1)建立一套基于电子散斑技术的光学测试平台，并将集成电路试件放置在搭建好的光学测试平台上，利用温控***给集成电路试件施加序进温度应力，同时给试件施加正常水平的恒定电应力；

2)记录集成电路试件的离面位移随温度变化的规律曲线；其特征在于：还包括有如下步骤，

3)根据步骤2)所得离面位移数据，拟合ln(ΔS/T²S₀)和-1/T曲线，即：

$\ln \left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{T^2{S}_0}\right)=(-\frac{Q}{K})\frac{1}{T}+\ln \left(\frac{A^{\′}k{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\right)$

其中A′＝A/S₀，A为一常数值，S₀为芯片表面初始位移值，ΔS为离面位移变化值，T为测试时的温度(即温控***给集成电路试件施加的温度)，k波尔兹曼常数，j为电流密度，V为工作电压值，n为电流密度幂指数因子，m为电压幂指数因子，Q为失效激活能，β为温度变化率(温升速率)；上述曲线即为失效机理一致判别曲线，该曲线的拐点位置即为失效机理变化的温度点，由此曲线即可得出失效机理一致的温度范围；

4)通过下式提取出在失效机理一致的温度范围内集成电路试件的失效激活能；

$\frac{\mathrm{\Δ}{S}_1{S}_2}{\mathrm{\Δ}{S}_2{S}_1}=\frac{{\∫}_{T_1}^{T_2}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{{\∫}_{T_3}^{T_4}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}$

其中，T₁～T₂和T₃～T₄为同一失效机理下的两个不同的区间段ΔS₁为T₁～T₂区间段内的离面位移变化量，ΔS₂为为T₃～T₄区间段内的离面位移变化量，S₁为T₁对应的离面位移值，S₂为T₃对应的离面位移值，Q为失效激活能，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度；

5)将上述求出的失效激活能代入下述寿命预测模型，即

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1^{\′}}^{T_2^{\′}}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{\mathrm{\βexp}(-Q/k{T}_i)}$

得出不同温度T_i条件下集成电路试件的工作寿命τ，其中T′₁～T′₂温度范围内集成电路的失效机理与常温工作环境温度T_i的失效机理一致，Q为失效激活能，β为温度变化率，k为波尔兹曼常数，T为测试时的温度。

上述方案所述步骤4)在对集成电路试件的失效激活能进行提取时，还包括根据离面位移数据对失效机理进行判别，保证集成电路试件在所施加的温度应力条件下失效机理与常温工作条件的失效机理一致的步骤。

上述方案所述光学测试平台主要由激光器、分束镜、2个反射镜、2个扩束镜、成像透镜、合束棱镜、电耦合元件(CCD)、图像采集卡和计算机组成；激光器发出的激光经分束镜后得到两路光，其中一路经第一扩束镜扩束滤波后，照射到集成电路试件的表面反射形成物光；从分束镜得到的另一束光作为参考光，该参考光经第一反射镜和第二反射镜的反射以及由第二扩束镜扩束滤波后，与经过成像透镜后的物光在棱镜处汇合，两束光照射在电耦合元件靶面上；当上述两束光的光程相等时，则会在电耦合元件的靶面上干涉，电耦合元件把光信号转化为电信号，经图像采集卡的采集及处理后，得到清晰的散斑条纹信息。上述方案所述集成电路试件表面反射光线与电耦合元件的靶面向垂直。

上述方案所述温控***为加热箱，集成电路试件夹持放置在该加热箱的内部。

本发明通过建立一套基于电子散斑技术的测量***，给集成电路试件施加温度应力，测量集成电路试件封装的离面位移随温度变化规律，找出集成电路试件失效机理发生变化的温度点进而确定其失效机理一致的温度范围；接下来根据失效机理一致温度范围内集成电路试件的离面位移变化规律来提取其失效激活能；最后结合阿伦尼斯模型和累积失效模型建立寿命预测模型，得出该集成电路试件不同温度环境下的工作寿命。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、解决了加速寿命试验过程中，因集成电路试件失效机理发生变化而给可靠性寿命预测带来的误判问题，该研究成果对电子产业，特别是I C行业的产品质量控制有着重要作用；

2、本发明直接对成品进行测量，可获得实验现场数据，克服了理论分析与实际制造封装产品之间的误差，具有测量灵敏度高，精度高、数据可靠等特点；

3、本发明可实现实时测量、显示，不需要降温过程，同时克服了环境试验时间久、需求样品多的缺点，可以快速分析集成电路试件的可靠性以及预测其寿命。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明测试***原理图；

图3为离面位移随温度变化的曲线图；

图4为失效机理一致判别曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，如图1所示，包括如下步骤：

1)建立一套基于电子散斑技术的光学测试平台，并将集成电路试件放置在搭建好的光学测试平台上，利用温控***给集成电路试件施加序进温度应力，同时给试件施加正常水平的恒定电应力。

实验中测量热应力条件下集成电路封装的离面位移，其原理如图2所示。在本发明优选实施例中光学测试平台主要由激光器、分束镜、2个反射镜、2个扩束镜、成像透镜、合束棱镜、电耦合元件、图像采集卡和计算机组成。激光器发出的激光经分束镜后得到两路光，其中一路经第一扩束镜扩束滤波后，照射到集成电路试件的表面反射后形成物光；从分束镜得到的另一束光作为参考光，该参考光经第一反射镜和第二反射镜的反射后以及第二扩束镜扩束滤波后，与经过成像透镜后的物光在棱镜处汇合，两束光照射在电耦合元件靶面上；当上述两束光的光程相等时，则会在电耦合元件的靶面上干涉，电耦合元件把光信号转化为电信号，经图像采集卡的采集及处理后，得到清晰的散斑条纹信息。用于给集成电路试件进行热加载的温控***为加热箱，集成电路试件被一夹持件夹持放置在该加热箱的内部。实验中需保证集成电路试件封装离面位移随温度变化关系的准确，因此夹持件在夹持集成电路试件时，其夹持方法能够不影响集成电路试件的自由变形。另外，集成电路试件表面的反射光束也应与电耦合元件的靶面垂直。

本发明所采用的加速寿命试验中，所施加的温度应力可以为恒定应力、步进应力或序进应力中的一种。由于序加应力实验具有高效率、成本低等优点，本发明优选实施例中，温控***给集成电路试件施加的是序进的加速温度应力。

2)记录集成电路试件的离面位移随温度变化的规律，所得离面位移随温度变化的曲线图如图3所示。

设物体沿Z方向(即沿与物面垂直方向)有位移ΔS，理论上证明，变形前后散斑的位相变化为：

式中θ为照射物面激光束的入射角，λ为光波长。当

(N为暗条纹级数)时，变化前后的散斑图像完全相同。通过计算机图像处理将记录存储的变形前散斑图与变形后的斑图相减，得到暗条纹位置，于是

ΔS＝Nλ/[(1+cosθ)]

为了使光路对离面位移敏感，调节物光的入射角θ到很小，尽量垂直于物面，这时cosθ≈1，这样暗条纹的离面位移与波长存在近似关系

ΔS＝Nλ/2

式中波长为632.8nm。

3)根据步骤2)所得离面位移随温度数据，拟合ln(ΔS/T²S₀)和-1/T曲线即：

$\ln \left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{T^2{S}_0}\right)=(-\frac{Q}{K})\frac{1}{T}+\ln \left(\frac{A^{\′}k{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\right)$

其中A′＝A/S₀，A为一常数值，S₀为芯片表面初始位移值，ΔS为离面位移变化值，T为测试时的温度，k波尔兹曼常数，j为电流密度，V为工作电压值，n为电流密度幂指数因子，m为电压幂指数因子，Q为失效激活能，β为温度变化率；上述曲线即为失效机理一致判别曲线，该曲线的拐点位置即为失效机理变化的温度点，由此曲线即可得出失效机理一致的温度范围。如图4

反应论模型指出：物体的损坏和退化，从微观上来看都是由原子、分子的变化引起的，由于电、热、机械应力引起了内部的平衡状态变化、化学变化、物体结构变化等，这些反应促使了失效的产生。这些失效表现为氧化、疲劳、电解等失效机理。一般，把对物体朝着有害方向发展的反应积累到一定程度时，失效就发生，这样的模型就叫反应论模型。根据反应论指出微电子器件从正常状态走向失效的过程中，存在着一个个的能量势垒，跨过这个势垒的能量是由外界环境来提供的，这个能量势垒就叫做激活能。越过能量势垒发生反应的频率是按波尔兹曼分布的，这个反应速率k与温度的关系是用Arrhenius模型来描述。

物体发生反应的速率与所处的温度之间遵循如下模型：

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dt}}=\mathrm{Aexp}(-Q/\mathrm{kT})---\left(1\right)$

式中M为物体的失效敏感参数，t为反应时间，dM/dt为失效参数的退化速率，A为常数，Q为失效激活能，k为波尔兹曼常数，T(K)为实验温度。

上述模型广泛应用在集成电路试件的失效是由单一的温度应力造成的。当需要同时考虑电流和电压等电应力给集成电路试件造成失效时，一般应用广义的Arrhenius模型：

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dt}}=A{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})---\left(2\right)$

式中j为电流密度，n为电流密度幂指数因子，V为电压，m为电压幂指数因子。

设参数变化前初始值为M₀则上式化简为：

$\frac{\mathrm{dM}}{M_0}=A^{\′}{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dt}---\left(3\right)$

其中A′＝A/M₀

在本发明中给集成电路试件进行序进的温度应力加载方式，在经历时间t后，集成电路试件的温度T(K)为：

T＝T₀+βt+ΔT    (4)

T₀为实验的起始温度，β为给集成电路试件施加的温升速率，ΔT是集成电路试件结温与壳温的温差，对上式求导得：

dT＝βdt    (5)

带入(3)后进行积分得：

$\frac{\mathrm{\ΔM}}{M_0}=\frac{A^{\′}}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m{\∫}_{T_0}^T\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}---\left(6\right)$

Q的单位为电子伏特eV＝1.60217e-19，波尔兹曼常数k＝1.38065e-23

一般情况下Q/kT＞＞1

上式积分得：

${\∫}_{T_0}^T\exp (-\frac{Q}{\mathrm{kT}})\mathrm{dT}=[T^2\exp (-Q/\mathrm{kT})-{T_0}^2\exp (-Q/k{T}_0)]---\left(7\right)$

因为

故上式第二项可以省略如(T＝500K，T₀＝400K，Q＝1.0eV，T²exp(-Q/kT)/T₀exp(-Q/kT₀)]≈519.1)

因此(6)式积分后得：

$\frac{\mathrm{\ΔM}}{M_0}=\frac{A^{\′}k{T}^2{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\exp (-Q/\mathrm{kT})---\left(8\right)$

两边取对数整理得：

$\ln \left(\frac{\mathrm{\ΔM}}{T^2{M}_0}\right)=(-\frac{Q}{K})\frac{1}{T}+\ln \left(\frac{A^{\′}k{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\right)---\left(9\right)$

在此试验中电流和电压给定的都是正常的应力水平，且电压和电流保持恒定，与温度应力无关，温升速率是恒定的常数，在失效机理保持一致的前提下，Q值为恒定常数，所以ln(A′kjⁿV^m/βQ)可以看作恒定的常数。对方程两边取对数，得出失效敏感参数的对数与集成电路试件温度的负倒数成线性关系，对温度负倒数(-1/T)和测得的失效敏感参数的对数ln(ΔM/T²M₀)进行拟合，拟合曲线斜率发生变化则代表其失效机理改变。因此验证其失效机理一致的温度范围，只需找到曲线的拐点。

本发明以离面位移为失效敏感参数时，只需用位移S代替以上公式(9)中的M，则得到本发明所用的离面位移满足的公式：

$\ln =\left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{T^2{S}_0}\right)=(-\frac{Q}{K})\frac{1}{T}+\ln \left(\frac{A^{\′}k{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\right)---\left(10\right)$

上述曲线的拐点位置即为失效机理变化的温度点，由此可得出失效机理一致的温度范围；

4)根据在失效机理一致的温度范围内测得的离面位移提取出集成电路试件的失效激活能。

加速寿命试验的前提是保证集成电路试件失效机理一致的条件下，通过施加高应力加速集成电路试件的失效，从而获得集成电路试件正常应力条件下的寿命特征，而加速试验过程中，过高的应力往往促使着集成电路试件多失效机理的出现，导致获得的寿命数据不能代表真实寿命，所以对集成电路试件的可靠性寿命进行预测时首先要经过失效机理的判别。根据离面位移的在加速温度应力条件下的变化规律，即可确定集成电路试件失效机理改变的温度点，根据离面位移变化规律拟合的曲线，发现拟合曲线出现拐点说明集成电路试件失效机理发生变化，所以接下来预测的集成电路试件寿命，是保证了失效机理一致的温度范围内提取集成电路试件的失效激活能，这样预测的集成电路试件寿命更确切、更接近集成电路试件的真实寿命。

序进应力加速寿命试验中，由于对器件施加的应力随时间变化而变化，公式(1)左边的参数的退化速率也是随时间的变化而变化。对同一失效机理的两个不同时间段进行积分，可以得到两个不同时段的退化量ΔS₁、ΔS₂，在公式2中用S代替M积分得

$\frac{\mathrm{\Δ}{S}_1}{S_1}=\frac{A}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m{\∫}_{T_1}^{T_2}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}---\left(11\right)$

$\frac{\mathrm{\Δ}{S}_2}{S_2}=\frac{A}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m{\∫}_{T_3}^{T_4}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}---\left(12\right)$

对样品施加恒定的电应力，对测得不同段的退化量ΔS₁、ΔS₂相比，即可获得激活能提取的公式

$\frac{\mathrm{\Δ}{S}_1{S}_2}{\mathrm{\Δ}{S}_2{S}_1}=\frac{{\∫}_{T_1}^{T_2}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{{\∫}_{T_3}^{T_4}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}---\left(13\right)$

利用积分定义编写计算机程序即可算出激活能值。公式(13)中，T₁～T₂和T₃～T₄为同一失效机理下的两个不同的区间段ΔS₁为T₁～T₂区间段内的离面位移变化量，ΔS₂为为T₃～T₄区间段内的离面位移变化量，S₁为T₁对应的离面位移值，S₂为T₃对应的离面位移值，Q为失效激活能，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度；

5)将上述求出的失效激活能代入下述寿命预测模型，即

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1^{\′}}^{T_2^{\′}}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{\mathrm{\βexp}(-Q/k{T}_i)}---\left(14\right)$

得出不同温度T_i条件下集成电路试件的寿命τ，其中T′₁～T′₂温度范围内的失效机理与常温条件T_i一致，Q为失效激活能，β为温度变化率，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度。

Nelson提出的累积失效模型：集成电路试件的剩余寿命仅仅与集成电路试件当时的损伤情况和将要对其施加的应力条件有关，而与其损伤是如何积累的无关。根据此原理，集成电路试件加速条件下和正常工作条件下，造成集成电路试件的损伤累积量相等时，所不同的仅仅是加速系数不同，即参数的退化速率不同。

根据广义的阿仑尼斯模型

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dt}}=A{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})---\left(15\right)$

已知集成电路试件工作在序进的温度应力条件下，在经历时间t后，集成电路试件的温度T(K)为

T＝T₀+βt+ΔT(16)

T₀为实验的起始温度，β为给半导体集成电路试件施加的温升速率，ΔT是集成电路试件结温与壳温的温差，对上式求导得：

dT＝βdt (17)

ΔM设为集成电路试件在温度T₁～T₂之间达到的累积失效量，设参数变化前初始值为M₀。

根据式(6)推理过程有

$\frac{\mathrm{\ΔM}}{M_0}={\∫}_{T_1}^{T_2}\frac{A^{\′}}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}---\left(18\right)$

其中A′＝A/M₀

本发明需要外推正常工作条件下半导体集成电路试件的寿命，相当于给集成电路试件施加恒定的温度应力T_i，ΔM_i设为集成电路试件工作在温度T_i下的累积失效量，同理设参数变化前初始值为M₀，根据公式(3)积分有

$\frac{\mathrm{\Δ}{M}_i}{M_0}={\∫}_{t_1}^{t_2}{A^{\′}j}^n{V}^m\exp (-Q/k{T}_i)\mathrm{dt}---\left(19\right)$

不论在何种加速应力条件下，集成电路试件的失效判据是相同的，集成电路试件失效前积累的失效能量相同因此有

$\frac{\mathrm{\ΔM}}{M_0}=\frac{\mathrm{\Δ}{M}_i}{M_0}---\left(20\right)$

即 ${\∫}_{T_1}^{T_2}\frac{A^{\′}}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}={\∫}_{t_1}^{t_2}{A}^{\′}{j}^n{V}^m\exp (-Q/{\mathrm{kT}}_i)\mathrm{dt}---\left(21\right)$

τ为集成电路试件工作在温度为T_i条件下的寿命

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1}^{T_2}\frac{A^{\′}}{\mathrm{\β}}{j}^n{V}^m\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{A^{\′}{j}^n{V}^m\exp (-Q/{\mathrm{kT}}_i)}---\left(22\right)$

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1}^{T_2}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{\mathrm{\βexp}(-Q/k{T}_i)}---\left(23\right)$

由于上述步骤中提取失效激活能的温度范围的失效机理与集成电路试件在常温下的失效机理一致，因此根据离面位移变化值提取出失效激活能Q，即可得出集成电路试件正常温度应力条件的工作寿命值。

公式(23)中的T₁～T₂区间与公式(13)中的T₁～T₂区间可以相同，也可以不相同，因此为了以示区别，公式(23)可以改写为：

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1^{\′}}^{T_2^{\′}}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{\mathrm{\βexp}(-Q/k{T}_i)}---\left(24\right)$

其中，T′₁～T′₂温度范围内集成电路的失效机理与常温工作环境温度T_i的失效机理一致，Q为失效激活能，β为温度变化率，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度。

Claims (5)

1.基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，包括如下步骤：

1)建立一套基于电子散斑技术的光学测试平台，并将集成电路试件放置在搭建好的光学测试平台上，利用温控***给集成电路试件施加序进温度应力，同时给试件施加正常水平的恒定电应力；

2)记录集成电路试件的离面位移随温度变化的规律曲线；

其特征在于：还包括有如下步骤，

3)根据步骤2)所得离面位移随温度变化的数据，拟合得ln(ΔS/T²S₀)和-1/T曲线，即：

$\ln \left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{T^2{S}_0}\right)=(-\frac{Q}{K})\frac{1}{T}+\ln \left(\frac{A^{\′}k{j}^n{V}^m}{\mathrm{\βQ}}\right)$

其中A′＝A/S₀，A为一常数值，S₀为芯片表面初始位移值，ΔS为离面位移变化值，T为测试时的温度，k波尔兹曼常数，j为电流密度，V为工作电压值，n为电流密度幂指数因子，m为电压幂指数因子，Q为失效激活能，β为温度变化率；上述曲线即为失效机理一致判别曲线，该曲线的拐点位置即为失效机理变化的温度点，由此曲线即可得出失效机理一致的温度范围；

4)通过下式提取出在失效机理一致的温度范围内集成电路试件的失效激活能，

$\frac{\mathrm{\Δ}{S}_1{S}_2}{\mathrm{\Δ}{S}_2{S}_1}=\frac{{\∫}_{T_1}^{T_2}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{{\∫}_{T_3}^{T_4}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}$

其中，T₁～T₂和T₃～T₄为同一失效机理下的两个不同的区间段ΔS₁为T₁～T₂区间段内的离面位移变化量，ΔS₂为为T₃～T₄区间段内的离面位移变化量，S₁为T₁对应的离面位移值，S₂为T₃对应的离面位移值，Q为失效激活能，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度；

5)将上述求出的失效激活能代入下述寿命预测模型，即

$\mathrm{\τ}=\frac{{\∫}_{T_1^{\′}}^{T_2^{\′}}\exp (-Q/\mathrm{kT})\mathrm{dT}}{\mathrm{\βexp}(-Q/k{T}_i)}$

得出不同温度T_i条件下集成电路试件的工作寿命τ，其中T′₁～T′₂温度范围内集成电路的失效机理与常温工作环境温度T_i的失效机理一致，Q为失效激活能，β为温度变化率，k波尔兹曼常数，T为测试时的温度。

2.根据权利要求1所述的基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，其特征在于：所述步骤4)中，在对集成电路试件的失效激活能进行提取时，还包括根据离面位移数据对失效机理进行判别，保证集成电路试件在所施加的温度应力条件下失效机理与常温工作条件的失效机理一致的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，其特征在于：所述光学测试平台主要由激光器、分束镜、2个反射镜、2个扩束镜、成像透镜、合束棱镜、电耦合元件、图像采集卡和计算机组成；激光器发出的激光经分束镜后得到两路光，其中一路经第一扩束镜扩束滤波后，照射到集成电路试件的表面反射形成物光；从分束镜得到的另一束光作为参考光，该参考光经第一反射镜和第二反射镜的反射以及由第二扩束镜扩束滤波后，与经过成像透镜后的物光在棱镜处汇合，两束光照射在电耦合元件靶面上；当上述两束光的光程相等时，则会在电耦合元件的靶面上干涉，电耦合元件把光信号转化为电信号，经图像采集卡的采集及处理后，得到清晰的散斑条纹信息。

4.根据权利要求3所述的基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，其特征在于：所述集成电路试件表面反射光线与电耦合元件的靶面向垂直。

5.根据权利要求1所述的基于电子散斑技术预测集成电路工作寿命的方法，其特征在于：所述温控***为加热箱，集成电路试件夹持放置在该加热箱的内部。

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