31] 步骤3,安装顶头C0
[0032] 将顶头c放置在上支架b圆环横杆中间的螺孔中，其中圆柱体滚花接近于上支架 b圆环横杆最中间的螺孔，球体表面与芯片的上表面接触，便于对芯片中心表面施加应力。
[0033] 步骤4,安装精密螺杆组件d。
[0034] 将精密螺杆组件d上的三个螺孔与上支架b圆环横杆中的三个螺孔一一对准，并 用螺钉进行固定。其中只需用螺钉固定位于两端的螺孔，而中间的螺孔与螺杆转轴相连接。
[0035] 步骤5,对硅MOS施加双轴应力。
[0036] 将精密螺杆组件d与顶头c安装后，顺时针转动螺杆转轴，使得顶头c的球形表面 与硅MOS表面接触，产生垂直向下的应力，由于硅MOS表面各点受到的应力可以分解为切向 和径向方向。切向方向的应力始终是张应力，从中心到边缘逐渐减小。径向方向的应力从 中心到边缘由张应力逐渐变为压应力。这一特点实现了对硅MOS施加双轴应力的目标。
[0037] 步骤6,固定所述顶头（c)，拆卸精密螺杆组件d。
[0038] 对硅MOS施加双轴应力后，利用两个小螺钉分别同时穿过水平开孔方向的螺孔对 顶头（C)进行固定以保持双轴应力。逆时针旋转螺杆转轴，拆下螺杆转轴，进一步拆除精密 螺杆组件d，使得固定有应变MOS的上支架和下支架翻转后仍位于同一平面，便于对应力下 应变MOS输出特性进行测试。
[0039] 步骤7,测试施加双轴应力后的应变MOS输出特性。
[0040] 测试应变MOS的输出特性，获得栅压Vtis和漏电流I D的特性曲线，得到
式中^为k趋于〇时的沟道电导。
[0041] 沟道电导可以由下式表达：
式中μη为反型层中的电子迀移率，I Qn I为单位面积的反型层电荷数量。
[0042] 将特性曲线的最高点对应的电流值记为应力后的最大输出电流值Id2，因此可以通 过求解栅压V tis和漏电流I D的方程得到跨导进一步求解跨导的方程得到载流子迀移率 U2O
[0043] 步骤8,对比施加双轴应力前后的载流子迀移率，以获得测试结果。
[0044] 对比施加双轴应力前后硅MOS的载流子迀移率μ挪μ 2，通过载流子迀移率的改 变情况，分析硅MOS施加双轴应力对性能的影响规律。若μ 2> μ i，则说明对硅MOS施加双 轴应力后，增强了硅MOS的性能，获得了更大的载流子迀移率。
[0045] 综上所述，本文中应用了具体个例对本发明的双轴应力施加装置及应变MOS芯片 输出特性测试方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本 发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的 限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
【主权项】
1. 一种双轴应力施加装置，其特征在于，包括：下支架（a)、上支架（b)、顶头（c)及精 密螺杆组件（d); 其中，所述下支架（a)位于所述双轴应力施加装置的下方且包括中空结构的第一圆柱 体和位于两端的两个第一长方体，所述第一长方体的一端与所述第一圆柱体的外表面紧密 相连，在所述第一长方体的中间设有两个第一沉孔用于使用螺钉将所述上支架（b)和所述 下支架（b)相连； 所述上支架（b)位于所述下支架（a)的上方且包括中空结构的第二圆柱体和位于两端 的两个第二长方体，所述第二长方体的一端与所述第二圆柱体的外表面紧密相连，在所述 第二长方体的中间设有两个第二沉孔，在所述第二圆柱体内部过其截面圆的圆心位置处设 置有与所述第二圆柱体内部紧密相连的横杆，所述横杆上设有三个第一螺孔； 所述顶头（c)位于所述上支架（b)中间的第一螺孔中且为一个球体与圆柱体滚花的结 合结构，顶头的下半部分为半球体，上半部分为圆柱体； 所述精密螺杆组件（d)位于所述上支架（b)的正上方且为长方体形状，包括一螺杆转 轴，在所述精密螺杆组件（d)的设有三个第二螺孔，位于两侧的所述第二螺孔分别用于与 所述上支架（b)位于两侧的所述第一螺孔通过螺钉固定，位于中间的所述第二螺孔用于与 所述螺杆转轴相连。2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述上支架（b)的三个所述第一螺孔中， 位于两端的所述第一螺孔的开孔方向为垂直方向，位于中间位置的所述螺孔为两个开孔方 向，且分别为垂直和水平方向，施加双轴应力后，利用两个小螺钉分别同时穿过水平开孔 方向的螺孔对顶头进行固定以保持双轴应力。3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，在对芯片施加应力后，拆卸所述精密螺 杆组件（d)，以便对施加应力后的所述芯片进行测试。4. 一种应变MOS芯片输出特性测试的方法，其特征在于，适于采用双轴应力施加装置， 所述装置包括：下支架（a)、上支架（b)、顶头（c)和精密螺杆组件（d)，所述方法包括步骤： (1) 将所述MOS芯片固定在所述下支架（a)和所述上支架（b)之间； (2) 测试所述MOS芯片未施加双轴应力前的第一输出特性曲线； (3) 将所述顶头（c)放置在位于所述上支架（b)中间的第一螺孔中； (4) 将所述精密螺杆组件（d)设置于所述上支架（b)上； (5) 沿某一方向旋转螺杆转轴以对所述MOS芯片施加双轴应力； (6) 固定所述顶头（c)，拆卸所述精密螺杆组件（d)，并测试所述MOS芯片施加双轴应力 后的第二输出特性曲线； (7) 对比所述第一输出特性曲线和所述第二输出特性曲线，以获得测试结果。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（3)包括： 将所述顶头（c)的圆柱体滚花接近于位于中间的第一螺孔，将所述顶头（c)的球体表 面与所述MOS芯片的上表面接触，便于对所述MOS芯片中心表面施加应力。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（4)包括： 将所述上支架（b)位于两侧的两个第一螺孔与所述精密螺杆组件（d)位于两侧的两个 第二螺孔通过螺钉固定，同时所述精密螺杆组件（d)位于中间的一个第二螺孔与螺杆转轴 相连。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（5)包括： 顺时针转动所述螺杆转轴使所述顶头（c)的球形表面与所述MOS芯片表面接触，产生 垂直向下的应力，以使所述MOS芯片从中心到边缘在切向方向上形成的张应力逐渐减小而 在径向方向形成的张应力逐渐变为压应力。
【专利摘要】本发明涉及一种双轴应力施加装置及应变MOS芯片输出特性测试方法，该方法包括:？(1)将所述MOS芯片固定在所述下支架(a)和所述上支架(b)之间；(2)测试所述MOS芯片未施加双轴应力前的第一输出特性曲线；(3)将所述顶头(c)放置在位于所述上支架(b)中间的第一螺孔中；(4)将所述精密螺杆组件(d)设置于所述上支架(b)上；(5)沿某一方向旋转螺杆转轴以对所述MOS芯片施加双轴应力；(6)固定所述顶头(c)，拆卸所述精密螺杆组件(d)，并测试所述MOS芯片施加双轴应力后的第二输出特性曲线；(7)对比所述第一输出特性曲线和所述第二输出特性曲线，以获得测试结果。
【IPC分类】H01L21/66, G01R31/26
【公开号】CN105118796
【申请号】CN201510511276
【发明人】宣荣喜, 腾飞, 苗渊浩, 张鹤鸣, 胡辉勇
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月19日