專(zhuān)利名稱(chēng)：強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性，由伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值減少的極化反轉(zhuǎn)疲勞特性所決定。評(píng)價(jià)耐久特性的加速試驗(yàn)，以前，做為加速條件采取了只用電壓應(yīng)力的方法。
以下，參照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明做為加速條件只用電壓應(yīng)力的加速試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)的第1以前例(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性。
如圖5所示那樣，強(qiáng)電介質(zhì)電容中，徐徐增加第1反轉(zhuǎn)電壓V1的條件下的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)N測(cè)定殘留極化值，通過(guò)以極化反轉(zhuǎn)次數(shù)N為橫軸，同時(shí)以殘留極化值的減少率為縱軸描畫(huà)曲線，求第1極化反轉(zhuǎn)電壓V1條件下的第1回歸直線。其后，在第2極化反轉(zhuǎn)電壓V2條件和第3極化反轉(zhuǎn)電壓V3條件下也重復(fù)進(jìn)行上述操作，求第2極化反轉(zhuǎn)電壓V2條件下的第2回歸直線和第3極化反轉(zhuǎn)電壓V3條件下的第3回歸直線。
接下來(lái)，基于第1、第2及第3回歸直線、求殘留極化值相對(duì)于初期值達(dá)到所定的減少率時(shí)的第1、第2及第3極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NL1、NL2及NL3。
接下來(lái)，從第1、第2及第3極化反轉(zhuǎn)電壓V1、V2及V3和第1、第2及第3極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NL1、NL2及NL3，求出由數(shù)式logNL＝C-αV(C、α為常數(shù))
表示的，在圖6中顯示的回歸直線(以下稱(chēng)之為線型模型)。
接下來(lái)，根據(jù)線型模型，對(duì)應(yīng)于實(shí)際使用條件(如極化反轉(zhuǎn)電壓Va)下表示預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(例如極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLa)，求出加速條件(例如極化反轉(zhuǎn)電壓Vb)下的表示預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(例如極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLb)。
照這樣做，在加速條件(極化反轉(zhuǎn)電壓Vb、極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLb)的條件下，通過(guò)進(jìn)行強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)，在短時(shí)間內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)際使用條件(極化反轉(zhuǎn)電壓Va、極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLa)下的耐久特性。
以下，參照?qǐng)D7說(shuō)明做為加速條件只用電壓應(yīng)力的加速試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)的第2以前例(非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性。
圖7，是表示極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的對(duì)數(shù)和極化反轉(zhuǎn)電壓的倒數(shù)關(guān)系的曲線。
首先，在強(qiáng)電介質(zhì)電容中，在所定電壓條件下徐徐增加極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lc測(cè)定殘留極化值，求出所測(cè)定的殘留極化值相對(duì)于殘留極化值的初期值達(dá)到所定的減少率時(shí)的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lc。通過(guò)使上述所定的極化反轉(zhuǎn)電壓變化時(shí)反復(fù)進(jìn)行復(fù)數(shù)次求出極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lc的上述一連串的處理，求出上述所定的每一個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lc。
接下來(lái)，通過(guò)以極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)為縱軸，同時(shí)以所定的極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的倒數(shù)為橫軸描畫(huà)曲線，求出由logLc=B+dV]]>(B、d為常數(shù))表示的，顯示在圖7中的回歸直線(以下稱(chēng)之為倒數(shù)模型)。
接下來(lái)，由圖7的倒數(shù)模型，對(duì)應(yīng)于實(shí)際使用條件下的表示預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(例如極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lcd)，求出加速條件(例如極化法反轉(zhuǎn)電壓Ve)下的表示預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(例如極化反轉(zhuǎn)次數(shù)Lce)。
照這樣做，在加速條件(極化反轉(zhuǎn)電壓Ve、極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLe)下，通過(guò)進(jìn)行強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)，在短時(shí)間內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)際使用條件(極化反轉(zhuǎn)電壓Vd、極化反轉(zhuǎn)次數(shù)NLd)下的耐久特性。
(專(zhuān)利文件1)日本國(guó)特開(kāi)平11-174026號(hào)公報(bào)(非專(zhuān)利文件1)
Jpn.J.App1.Phys.，Vol.33(1994)pp.3996～4002(發(fā)明所要解決的課題)我們(發(fā)明者)，只用做為加速條件的電壓應(yīng)力的加速試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)第1以前例(線型模型)及第2以前例(倒數(shù)模型)中的任何一個(gè)強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性，再加上對(duì)于強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的加速試驗(yàn)的擬合特性高的探討研究的結(jié)果，得到了使用倒數(shù)模型的加速試驗(yàn)方法的擬合特性高。
然而，在反復(fù)進(jìn)行了對(duì)于強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性適用加速條件只使用電壓應(yīng)力的倒數(shù)模型的加速試驗(yàn)，明確了即便是適用于倒數(shù)模型的情況也無(wú)法滿(mǎn)足強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述內(nèi)容，本發(fā)明以進(jìn)一步提高具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性為目的。
(解決課題的方法)為了達(dá)成上述目的，我們(發(fā)明者)進(jìn)一步討論了倒數(shù)模型的結(jié)果，在上述非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，使用了倒數(shù)模型的加速試驗(yàn)顯示了溫度應(yīng)力的影響基本沒(méi)有。我們(發(fā)明者)抱著對(duì)這一點(diǎn)的疑問(wèn)，反復(fù)進(jìn)行了各種各樣加速溫度條件下的伴隨強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加殘留極化值的變化(殘留極化值的隨時(shí)間變化)實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加殘留極化值的變化受加速溫度的影響很大，也就是，看出殘留極化值的變化對(duì)加速溫度有很大的依存性，同時(shí)，只用電壓應(yīng)力的倒數(shù)模型的加速試驗(yàn)與電壓應(yīng)力和溫度應(yīng)力并用的加速試驗(yàn)相比加速度小。
本發(fā)明，是基于上述見(jiàn)解而提出的，具體地講，是以具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件(溫度T1、電壓V1)下在加速條件(溫度T2、電壓V2)下評(píng)價(jià)耐久特性的加速試驗(yàn)方法為對(duì)象，通過(guò)使用數(shù)式
logK=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)]]>(A、B為常數(shù))導(dǎo)出評(píng)價(jià)耐久特性必須的加速系數(shù)(K)的工序?yàn)樘卣鳌?br> 根據(jù)本發(fā)明的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用數(shù)式logK=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)]]>(A、B為常數(shù))導(dǎo)出評(píng)價(jià)耐久特性必須的加速系數(shù)(K)，所以大幅度提高了強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。
本發(fā)明的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，最好的是還包括通過(guò)在復(fù)數(shù)溫度條件下測(cè)定對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓的依存性，求出常數(shù)A、B的工序。
這樣，通過(guò)在復(fù)數(shù)溫度條件下測(cè)定對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓的依存性求出得第1數(shù)式中的常數(shù)A及B，提高了第1數(shù)式的精度，所以進(jìn)一步提高了強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。
本發(fā)明的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，最好的是通過(guò)邊改變上述所定溫度(T)的邊進(jìn)行復(fù)數(shù)次的先對(duì)所定溫度(T)下的復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的每一個(gè)求出相對(duì)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而變化的上述強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值，再當(dāng)所求得的殘留極化值相對(duì)于殘留極化值的初期值達(dá)到所定的減少率時(shí)求出極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)，最后由上述復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)及上述極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)和第2數(shù)式logLc=C+αV]]>(C、α為常數(shù))求出常數(shù)α這一連串的處理，求得上述每一個(gè)所定溫度(T)條件下的常數(shù)(α)，再由上述每一個(gè)所定溫度(T)所求得的常數(shù)(α)和第3數(shù)式α=A+BT]]>求出上述常數(shù)A及B的步驟。
如此，復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)及極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)和第2數(shù)式
logLc=C+αV]]>(C、α為常數(shù))在變化所定溫度(T)的同時(shí)進(jìn)行復(fù)數(shù)次的求出α的一連串處理，由此求出每個(gè)所定溫度(T)下的常數(shù)(α)，再由每一個(gè)所定溫度(T)求出得的常數(shù)(α)和第3數(shù)式α=A+BT]]>求出常數(shù)A及B，第1數(shù)式的精度就可提高，所以可進(jìn)一步提高強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。


圖1，是表示復(fù)數(shù)個(gè)溫度下極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的對(duì)數(shù)和極化反轉(zhuǎn)電壓的倒數(shù)關(guān)系的曲線。
圖2，是表示復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓下殘留極化值和極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系的曲線。
圖3，是表示復(fù)數(shù)個(gè)溫度下極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的對(duì)數(shù)和極化反轉(zhuǎn)電壓的倒數(shù)關(guān)系的曲線。
圖4，是表示常數(shù)和溫度倒數(shù)的關(guān)系的曲線。
圖5，是表示第1以前例中殘留極化值的減少率和極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的對(duì)數(shù)的關(guān)系的曲線。
圖6，是表示第1以前例中線型模型的曲線。
圖7，是表示第2以前例中倒數(shù)模型的曲線。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1～圖4說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式。
具備有強(qiáng)電介質(zhì)的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際應(yīng)用條件下，在加速條件下評(píng)價(jià)耐久特性的加速試驗(yàn)中，有必要事先決定為評(píng)價(jià)耐久特性必要的加速系數(shù)(K)。因?yàn)楸景l(fā)明的加速試驗(yàn)方法是并用電壓應(yīng)力和溫度應(yīng)力的加速試驗(yàn)，所以，為了決定加速系數(shù)，具備強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性受電壓加速及溫度加速的影響程度，也就是在考慮了上述強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性及溫度依存性決定模型是必要的。
在此，具備了強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性，在強(qiáng)電介質(zhì)電容器中伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的減少由極化反轉(zhuǎn)疲勞特性所決定。因此，為了決定考慮了強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性及溫度依存性的模型，通過(guò)測(cè)定可以決定強(qiáng)電介質(zhì)電容器中伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的減少由極化反轉(zhuǎn)疲勞特性。
這樣，我們(發(fā)明者)基于這樣的考慮方法，按照以下的作法進(jìn)行模型的決定。
首先，強(qiáng)電介質(zhì)電容中，在第1、第2、第3及第4的溫度T1、T2、T3及T4(T1＜T2＜T3＜T4)條件下，對(duì)應(yīng)于構(gòu)成強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加測(cè)定變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性。
也就是，在第1、第2、第3及第4的溫度T1、T2、T3及T4下的各個(gè)殘留極化值，相對(duì)于殘留極化值的初期值在達(dá)到所定的減少率時(shí)對(duì)于復(fù)數(shù)個(gè)分極反轉(zhuǎn)電壓(V)分別求出出極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)。接下來(lái)，以所求出的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)為縱軸，同時(shí)，以復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的倒數(shù)為橫軸劃曲線，可在各第1、第2、第3及第4的溫度T1、T2、T3及T4下求出出數(shù)式logLc=C+αV----(1)]]>(C、α為常數(shù))表示的圖1所示的倒數(shù)模型。
如圖1所示，我們(發(fā)明者)注意到伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加表示殘留極化值的變化(殘留極化值的隨時(shí)間變化)的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性的直線傾斜角度，第1、第2、第3及第4的溫度T1、T2、T3及T4的每一個(gè)都不同。也就是，我們(發(fā)明者)注意到伴隨著強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加殘留極化值的變化的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性對(duì)加速溫度(T)有大的依賴(lài)。
在此，第1溫度T1中對(duì)于每個(gè)復(fù)數(shù)個(gè)分極反轉(zhuǎn)電壓(V)所求出的殘留極化值，從對(duì)于殘留極化值的初期值到達(dá)所定的減少率時(shí)的分極反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)、上述復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)和數(shù)式(1)可以求出出對(duì)應(yīng)第1溫度的定數(shù)(α)的α1。同樣的作法，亦可求出出第2、第3及第4的溫度T2、T3及T4所對(duì)應(yīng)的定數(shù)(α)的α2、α3及α4(α1＜α2＜α3＜α4)。
這樣，如圖1所示，對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性，用極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的對(duì)數(shù)和極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的倒數(shù)的直線回歸而成的倒數(shù)模型表示，同時(shí)，可知對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性，對(duì)加速溫度(T)有大的依存。
接下來(lái)，具備了強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件中，求出導(dǎo)出為在加速條件下評(píng)價(jià)耐久特性所必要的加速系數(shù)(K)的加速系數(shù)計(jì)算式。
首先，數(shù)式(1)中的常數(shù)(α)是因測(cè)定溫度(T)而變化的，所以常數(shù)(α)和溫度(T)的關(guān)系式就成為必要的了。所以，常數(shù)(α)和溫度(T)的關(guān)系式就由以下的事實(shí)來(lái)求出。
也就是，在強(qiáng)電介質(zhì)電容中，絕緣破壞壽命的對(duì)數(shù)和電壓的倒數(shù)的關(guān)系成直線回歸關(guān)系。還有，強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性與強(qiáng)電介質(zhì)電容的泄漏電流值相關(guān)，泄漏電流值越少耐久特性越好。這兩個(gè)現(xiàn)象，示意著伴隨強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值減少的極化反轉(zhuǎn)疲勞機(jī)理與絕緣性有著密切的關(guān)聯(lián)。
另一方面，報(bào)告了包含強(qiáng)電介質(zhì)膜在內(nèi)的一般的絕緣膜的絕緣破壞，例如氧化硅膜的情況，知道在氧化硅膜的絕緣破壞中電壓依存性隨溫度的變化而變化，電壓依存性的斜率(γ)和溫度(T)的關(guān)系由數(shù)式(2)表示，式中A、B為常數(shù)(“Acceleration Factors for Oxide Break Down”，pp1903～1908，J.W.Mcpherson and D.A.BagleeJ.Electrochem.Soc.，(1985)參考)。
γ=A+BT----(2)]]>因此，正如所說(shuō)明了的一樣，若考慮極化反轉(zhuǎn)疲勞的機(jī)理與絕緣特性的密切關(guān)聯(lián)這一點(diǎn)及包含強(qiáng)電介質(zhì)膜的一般的絕緣膜的絕緣破壞中電壓依存性隨溫度變化而變化這一點(diǎn)，有關(guān)強(qiáng)電介質(zhì)電容的絕緣破壞，也可假定適用于由數(shù)式(2)所表示的關(guān)系。
也就是，具備與絕緣特性有密切關(guān)聯(lián)的強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的電壓依存性中，電壓依存性的斜率(α)和溫度(T)的關(guān)系，與數(shù)式(2)相同，由數(shù)式(3)所表示的關(guān)系成立。
γ=A+BT----(3)]]>在此，具備強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件(溫度T1、極化反轉(zhuǎn)電壓V1)下的耐久特性壽命為L(zhǎng)1，同時(shí)，加速條件(溫度T2、極化反轉(zhuǎn)電壓V2)下的耐久特性壽命為L(zhǎng)2(T1＜T2、V1＜V2)，這樣，在加速條件(溫度T2、極化反轉(zhuǎn)電壓V2)下為評(píng)價(jià)強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件(溫度T1、極化反轉(zhuǎn)電壓V1)下的耐久特性所必要的加速系數(shù)(K)，可由數(shù)式(1)和數(shù)式(3)導(dǎo)出加速系數(shù)計(jì)算式(4)logK=logL1L2=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)----(4)]]>在此，加速系數(shù)計(jì)算式(4)中常數(shù)A及B，可通過(guò)在復(fù)數(shù)個(gè)溫度(T)的條件下測(cè)定對(duì)應(yīng)強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性可以求出得。具體地講，考慮數(shù)式(1)算出對(duì)應(yīng)于第1、第2、第3即第4溫度T1、T2、T3及T4的常數(shù)α1、α2、α3及α4和數(shù)式(3)α=A+BT]]>可求出出常數(shù)A及B。
如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，使用考慮了電壓應(yīng)力和溫度應(yīng)力可算出加速系數(shù)計(jì)算式(4)logK=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)]]>所以可大幅度提高強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。其結(jié)果，可提供更精確更有效地評(píng)價(jià)強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的加速試驗(yàn)方法。還有，若在復(fù)數(shù)個(gè)溫度(T)下，通過(guò)對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性，提高了加速系數(shù)計(jì)算式(4)的精度，所以進(jìn)一步提高了強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性。
以下，舉出具體的例子說(shuō)明本實(shí)施方式的加速試驗(yàn)方法。
首先，在強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件下，為在加速條件下評(píng)價(jià)耐久特性所必要的加速系數(shù)(K)，說(shuō)明加速系數(shù)計(jì)算式(4)中常數(shù)A及B的求出解方法。
也就是，強(qiáng)電介質(zhì)電容中，在溫度為85℃、100℃、110℃及125℃的條件下，測(cè)定對(duì)應(yīng)于構(gòu)成強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值(Pnv)的極化反轉(zhuǎn)電壓依存性。還有，溫度并不只限于上述各溫度，只要相互相差2度以上的溫度即可。
圖2，是在溫度為125℃下，在3V～7V的電壓范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)所表示的對(duì)應(yīng)于構(gòu)成強(qiáng)電介質(zhì)電容的強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值(Pnv)。還有，在圖2中，做為極化反轉(zhuǎn)電壓(V)，采用了3V～7V的范圍電壓，但并不只限于這個(gè)范圍的電壓。再有，縱軸是用預(yù)先決定的初期值所標(biāo)準(zhǔn)化了的，橫軸取極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)。
如圖2所示那樣，以相對(duì)于殘留極化值(Pnv)的初期值的減少率為10％時(shí)的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)做為耐久特性壽命(Lc)，求出各極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的耐久特性壽命(Lc)。還有，在本實(shí)施方式中，以相對(duì)于殘留極化值(Pnv)的初期值的減少率為10％時(shí)的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)做為了耐久特性壽命(Lc)，而設(shè)定的減少率為幾％都可。再有，圖2中，由平行于橫軸的實(shí)線表示了相對(duì)于殘留極化值(Pnv)的初期值的減少率(10％)。
對(duì)應(yīng)于表示對(duì)應(yīng)于殘留極化值(Pnv)的初期值減少率為10％的實(shí)線和表示對(duì)應(yīng)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)的增加而變化的強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值(Pnv)的各極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的每條實(shí)線的交點(diǎn)的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)就成為耐久特性壽命(Lc)，求出每一個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的耐久特性壽命(Lc)。而在其他的85℃、100℃及110℃的情況下，只要重復(fù)上述的一連串處理，求出每一個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓的耐久特性壽命(Lc)。
接下來(lái)，溫度125℃、85℃、100℃及110℃的各種情況下，如上所述的作法所求出的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)做為縱軸，同時(shí)，在上述3V～7V的電壓范圍內(nèi)以極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的倒數(shù)為橫軸描畫(huà)曲線，如圖3所示，可以得到用數(shù)式(1)logLc=C+αV]]>所表示的倒數(shù)模型。在此，由溫度125℃、85℃、100℃及110℃的所求出的法祝按極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)及復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)、數(shù)式(1)logLc=C+αV]]>求出溫度125℃、85℃、100℃及110℃的每一個(gè)常數(shù)(α)。由此，對(duì)應(yīng)于溫度85℃、100℃、110℃及125℃的各常數(shù)(α)可得為16.4、15.1、14.3及13.2。
接下來(lái)，如圖4所示那樣，由數(shù)式(3)γ=A+BT]]>對(duì)應(yīng)于溫度85℃、100℃、110℃及125℃的各常數(shù)16.4、15.1、14.3及13.2求出常數(shù)A、B。由此，常數(shù)A＝-15.464、B＝11404，再通過(guò)使用這些常數(shù)A、B，完成加速系數(shù)計(jì)算式(4)。
接下來(lái)，基于完成的加速系數(shù)計(jì)算式，對(duì)應(yīng)于在實(shí)際使用條件中的預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)，求出表示加速條件下的預(yù)測(cè)壽命的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)。具體地講，例如，對(duì)應(yīng)于做為實(shí)際使用條件極化反轉(zhuǎn)電壓3.3V、溫度85℃時(shí)應(yīng)保證極化反轉(zhuǎn)次數(shù)1012次的評(píng)價(jià)的加速條件，計(jì)算極化反轉(zhuǎn)電壓7.5V及溫度125℃實(shí)施加速試驗(yàn)時(shí)的加速系數(shù)(K)，可得到加速系數(shù)K＝1615。
使用代入了加速系數(shù)K＝1615的加速系數(shù)計(jì)算式，對(duì)應(yīng)于在實(shí)際使用條件下應(yīng)保證的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)1012次，可以得到做為加速條件的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)約6×108次。因此，設(shè)定極化反轉(zhuǎn)電壓7.5V、溫度125℃及極化反轉(zhuǎn)次數(shù)約6×108次為加速條件進(jìn)行加速試驗(yàn)，由此可以確認(rèn)相當(dāng)于實(shí)際使用條件的極化反轉(zhuǎn)電壓3.3V、溫度85℃及極化反轉(zhuǎn)次數(shù)1012次的情況的耐久特性。為此，就可以大幅度提高強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。其結(jié)果，可提供更高精度和更有效的評(píng)價(jià)強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的加速試驗(yàn)方法。
(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，是用考慮電壓應(yīng)力和溫度應(yīng)力能算出的第1數(shù)式logK=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)]]>導(dǎo)出為評(píng)價(jià)耐久特性而必要的加速系數(shù)(K)，所以，大幅度提高了強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性。其結(jié)果，可提供更高精度和更有效的評(píng)價(jià)強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的加速試驗(yàn)方法。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，是一種在加速條件(溫度T2、電壓V2)下評(píng)價(jià)具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器在實(shí)際使用條件(溫度T1、電壓V1)下的耐久特性的加速試驗(yàn)方法，其特征為包括使用數(shù)式logK=A(1V1-1V2)+B(1V1T1-1V2T2)]]>(A、B為常數(shù))導(dǎo)出評(píng)價(jià)耐久特性所必需的加速系數(shù)(K)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，其特征為還包括通過(guò)在復(fù)數(shù)個(gè)溫度條件下測(cè)定對(duì)應(yīng)于上述強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而變化的上述強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值的極化反轉(zhuǎn)電壓的依存性，求出上述常數(shù)A、B的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速試驗(yàn)方法，其特征為還包括通過(guò)邊改變上述所定溫度(T)的邊進(jìn)行復(fù)數(shù)次的先對(duì)所定溫度(T)下的復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)的每一個(gè)求出相對(duì)于強(qiáng)電介質(zhì)膜的極化反轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而變化的上述強(qiáng)電介質(zhì)膜的殘留極化值，再當(dāng)所求得的殘留極化值相對(duì)于殘留極化值的初期值達(dá)到所定的減少率時(shí)求出極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)，最后由上述復(fù)數(shù)個(gè)極化反轉(zhuǎn)電壓(V)及上述極化反轉(zhuǎn)次數(shù)(Lc)和數(shù)式logLc=C+αV]]>(C、α為常數(shù))求出常數(shù)α這一連串的處理，求得上述每一個(gè)所定溫度(T)條件下的常數(shù)(α)，再由上述每一個(gè)所定溫度(T)所求得的常數(shù)(α)和數(shù)式α=A+BT]]>求出上述常數(shù)A及B的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速方法，為進(jìn)一步提高具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的耐久特性的擬合特性的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的加速方法，是以具備有強(qiáng)電介質(zhì)膜的電容元件的強(qiáng)電介質(zhì)存儲(chǔ)器的實(shí)際使用條件(溫度T
文檔編號(hào)G11C29/50GK1488937SQ0315504
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者永橋克己, 野間淳史, 史 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社