(57)【要約】【課題】強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性におけるフィッティング性をより一層向上させる。【解決手段】強誘電体メモリ装置の加速試験方法は、強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件（温度Ｔ１　，電圧Ｖ１　）下におけるエンデュランス特性を加速条件（温度Ｔ２　，電圧Ｖ２　）下で評価する加速試験方法を対象とし、エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、数式：ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）（Ａ，Ｂは定数）を用いて導出する工程を備えている。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件（温度Ｔ１　，電圧Ｖ１　）下におけるエンデュランス特性を加速条件（温度Ｔ２　，電圧Ｖ２　）下で評価する加速試験方法であって、
前記エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、数式：
ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）
（Ａ，Ｂは定数）を用いて導出する工程を備えていることを特徴とする強誘電体メモリ装置の加速試験方法。
【請求項２】
前記強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する前記強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を複数の温度の下で測定することにより、前記定数Ａ及びＢを求める工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体メモリ装置の加速試験方法。
【請求項３】
前記強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する前記強誘電体膜の残留分極値を所定温度（Ｔ）における複数の分極反転電圧（Ｖ）毎に求め、求められた前記残留分極値が残留分極値の初期値に対して所定の減少率に達するときの分極反転回数（Ｌｃ）を求め、前記複数の分極反転電圧（Ｖ）及び前記分極反転回数（Ｌｃ）と、数式：ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖ（Ｃ，αは定数）とから定数αを求める一連の処理を前記所定温度（Ｔ）を変化させながら複数回行なうことにより、前記所定温度（Ｔ）毎に定数（α）を求め、前記所定温度（Ｔ）毎に求めた定数（α）と数式：α＝Ａ＋Ｂ／Ｔとから前記定数Ａ及びＢを求める工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体メモリ装置の加速試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性を評価する強誘電体メモリ装置の加速試験に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電体膜を有する容量素子（強誘電体キャパシタ）を備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性は、強誘電体膜の分極反転回数の増加に伴って強誘電体膜の残留分極値が減少する分極反転疲労特性で決定される。エンデュランス特性を評価する加速試験は、従来、加速条件として電圧ストレスのみを用いる方法が採用されてきた。
【０００３】
以下、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性を、加速条件として電圧ストレスのみを用いる加速試験方法によって評価する第１の従来例（特許文献１）について図５及び図６を参照しながら説明する。
【０００４】
図５に示すように、強誘電体キャパシタにおいて、第１の分極反転電圧Ｖ１　の下における分極反転回数Ｎを徐々に増加させながら残留分極値を測定し、分極反転回数Ｎを横軸にとると共に残留分極値の減少率を縦軸にとってプロットすることにより、第１の分極反転電圧Ｖ１　における第１の回帰直線を求める。その後、第２の分極反転電圧Ｖ２　及び第３の分極反転電圧Ｖ３　の下においても前述の操作を繰り返し行なって、第２の分極反転電圧Ｖ２　における第２の回帰直線及び第３の分極反転電圧Ｖ３　における第３の回帰直線を求める。
【０００５】
次に、第１、第２及び第３の回帰直線に基づいて、残留分極値が初期値に対して所定の減少率に達するときの第１、第２及び第３の分極反転回数ＮＬ１、ＮＬ２及びＮＬ３　を求める。
【０００６】
次に、第１、第２及び第３の分極反転電圧Ｖ１、Ｖ２及びＶ３　と第１、第２及び第３の分極反転回数ＮＬ１、ＮＬ２及びＮＬ３　とから、ｌｏｇＮＬ＝Ｃ−αＶ（Ｃ，αは定数）で表され、図６に示す回帰直線（以下、線形モデルという）を求める。
【０００７】
次に、図６の線形モデルから、実使用条件（例えば分極反転電圧Ｖａ　）における予測寿命を示す分極反転回数（例えば分極反転回数ＮＬａ　）に対応する、加速条件（例えば分極反転電圧Ｖｂ　）における予測寿命を示す分極反転回数（例えば分極反転回数ＮＬｂ　）を求める。
【０００８】
このようにして、加速条件（分極反転電圧Ｖｂ　，分極反転回数ＮＬｂ　）下で、強誘電体メモリ装置に対して加速試験を行なうことにより、短時間で実使用条件（分極反転電圧Ｖａ　，分極反転回数ＮＬａ　）におけるエンデュランス特性を評価するのである。
【０００９】
以下、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性を、加速条件として電圧ストレスのみを用いる加速試験方法によって評価する第２の従来例（非特許文献１）について図７を参照しながら説明する。
【００１０】
図７は、分極反転回数の対数と分極反転電圧の逆数との関係を示している。
【００１１】
まず、強誘電体キャパシタにおいて、所定の分極反転電圧の下における分極反転回数Ｌｃを徐々に増加させながら残留分極値を測定し、測定された残留分極値が残留分極値の初期値に対して所定の減少率に達するときの分極反転回数Ｌｃを求める。分極反転回数Ｌｃを求める前述の一連の処理を、前記所定の分極反転電圧を変化させながら複数回行なうことにより、前記所定の分極反転電圧毎の分極反転回数Ｌｃを求める。
【００１２】
次に、分極反転回数（Ｌｃ）を縦軸にとると共に所定の分極反転電圧（Ｖ）の逆数を横軸にとってプロットすることにより、ｌｏｇＬｃ＝Ｂ＋ｄ／Ｖ（Ｂ，ｄは定数）で表され、図７に示す回帰直線（以下、逆数モデルという）を求める。
【００１３】
次に、図７の逆数モデルから、実使用条件（例えば分極反転電圧Ｖｄ　）における予測寿命を示す分極反転回数（例えば分極反転回数Ｌｃｄ　）に対応する、加速条件（例えば分極反転電圧Ｖｅ　）における予測寿命を示す分極反転回数（例えば分極反転回数Ｌｃｅ　）を求める。
【００１４】
このようにして、加速条件（分極反転電圧Ｖｅ　，分極反転回数Ｌｃｅ　）下で、強誘電体メモリ装置に対して加速試験を行なうことにより、短時間で実使用条件（分極反転電圧Ｖｄ　，分極反転回数Ｌｃｄ　）におけるエンデュランス特性を評価するのである。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１１−１７４０２６号公報
【非特許文献１】
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３３（１９９４）　ｐｐ．３９９６−４００２
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
我々は、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性を、加速条件として電圧ストレスのみを用いる加速試験方法によって評価する第１の従来例（線形モデル）及び第２の従来例（逆数モデル）のうちのいずれが、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性に対する加速試験としてのフィッティング性が高いかについて検討を加えた結果、逆数モデルを適用した加速試験の方がフィッティング性が高いという結論に到達した。
【００１７】
しかしながら、加速条件として電圧ストレスのみを用いる逆数モデルを適用して強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性に対する加速試験を繰り返し行なったところ、逆数モデルを適用する場合であっても、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング性において満足できないことが判明した。
【００１８】
前記に鑑み、本発明は、強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性におけるフィッティング性をより一層向上させることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、我々は、逆数モデルについてさらなる検討を加えた結果、前述の非特許文献１においては、逆数モデルを適用した加速試験においは温度ストレスの影響は殆どないと開示されているものの、我々はその点に疑問を抱き、強誘電体キャパシタの強誘電体膜の分極反転回数の増加に伴う残留分極値の変化（残留分極値の経時変化）を、種々の加速温度の下で実験を繰り返した。その結果、強誘電体膜の分極反転回数の増加に伴う残留分極値の変化は加速温度の影響を大きく受けること、すなわち残留分極値の変化は加速温度に大きく依存することを見い出したと共に、電圧ストレスのみを用いる逆数モデルを適用した加速試験は、電圧ストレスと温度ストレスとを併用する加速試験に比べて加速度が小さいということを見出した。
【００２０】
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであって、具体的には、強誘電体膜を有する容量素子を備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件（温度Ｔ１　，電圧Ｖ１　）下におけるエンデュランス特性を加速条件（温度Ｔ２　，電圧Ｖ２　）下で評価する加速試験方法を対象とし、エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、数式：ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）（Ａ，Ｂは定数）を用いて導出する工程を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の強誘電体メモリ装置の加速試験方法によると、エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、電圧ストレスと温度ストレスとを考慮して算出できる第１の数式：ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）を用いて導出するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング性が大きく向上する。
【００２２】
本発明の強誘電体メモリ装置の加速試験方法は、強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を複数の温度の下で測定することにより、定数Ａ及びＢを求める工程をさらに備えていることが好ましい。
【００２３】
このように、第１の数式における定数Ａ及びＢを、強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を複数の温度の下で測定することにより求めると、第１の数式の精度が向上するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング特性がより一層向上する。
【００２４】
本発明の強誘電体メモリ装置の加速試験方法は、強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値を所定温度（Ｔ）における複数の分極反転電圧（Ｖ）毎に求め、求められた残留分極値が残留分極値の初期値に対して所定の減少率に達するときの分極反転回数（Ｌｃ）を求め、複数の分極反転電圧（Ｖ）及び分極反転回数（Ｌｃ）と、第２の数式：ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖ（Ｃ，αは定数）とから定数αを求める一連の処理を所定温度（Ｔ）を変化させながら複数回行なうことにより、所定温度（Ｔ）毎に定数（α）を求め、所定温度（Ｔ）毎に求めた定数（α）と第３の数式：α＝Ａ＋Ｂ／Ｔとから定数Ａ及びＢを求める工程をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
このように、第１の数式における定数Ａ及びＢを、複数の分極反転電圧（Ｖ）及び分極反転回数（Ｌｃ）と、第２の数式：ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖ（Ｃ，αは定数）とから定数αを求める一連の処理を所定温度（Ｔ）を変化させながら複数回行なって所定温度（Ｔ）毎に定数（α）を求め、所定温度（Ｔ）毎に求めた定数（α）と第３の数式：α＝Ａ＋Ｂ／Ｔとから求めると、第１の数式の精度が向上するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング特性がより一層向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜４を参照しながら説明する。
【００２７】
強誘電体膜を有する容量素子（強誘電体キャパシタ）を備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件下におけるエンデュランス特性を加速条件下で評価する加速試験においては、エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を予め決定しておくことが必要である。本発明の加速試験方法は電圧ストレスと温度ストレスとを併用する加速試験であるので、加速係数を決定するためには、強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性が電圧加速及び温度加速に影響される度合い、すなわち前記強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性の分極反転電圧依存性及び温度依存性を考慮したモデルを決定することが必要である。
【００２８】
ここで、強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性は、強誘電体キャパシタにおける強誘電体膜の分極反転回数の増加に伴って強誘電体膜の残留分極値が減少する分極反転疲労特性によって決定される。従って、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性の分極反転電圧依存性及び温度依存性を考慮したモデルを決定するためには、強誘電体キャパシタにおける強誘電体膜の分極反転回数の増加に伴って強誘電体膜の残留分極値が減少する分極反転疲労特性の分極反転電圧依存性及び温度依存性を測定することにより決定できる。
【００２９】
そこで、我々は、この考え方に基づいて、以下のようにしてモデルの決定を行なった。
【００３０】
まず、強誘電体キャパシタにおいて、第１，第２，第３及び第４の温度Ｔ１　，Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　（Ｔ１　＜Ｔ２　＜Ｔ３　＜Ｔ４　）の下で、強誘電体キャパシタを構成する強誘電体膜の分極反転回数の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を測定する。
【００３１】
すなわち、第１，第２，第３及び第４の温度Ｔ１　，Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　の下におけるそれぞれの残留分極値が、残留分極値の初期値に対して所定の減少率に達するときのそれぞれの分極反転回数（Ｌｃ）を複数の分極反転電圧（Ｖ）毎に求める。次に、求めた分極反転回数（Ｌｃ）を縦軸にとると共に複数の分極反転電圧（Ｖ）の逆数を横軸にとってプロットすることにより、数式：
ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖ　・・・（１）
（Ｃ，αは定数）で表される図１に示す逆数モデルを、第１，第２，第３及び第４の温度Ｔ１　，Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　毎に求めことができる。
【００３２】
我々は、図１に示すように、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に伴う残留分極値の変化（残留分極値の経時変化）の分極反転電圧依存性を示す直線の傾きが、第１，第２，第３及び第４の温度Ｔ１　，Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　毎に異なることを見出した。すなわち、我々は、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に伴う残留分極値の変化の分極反転電圧依存性は加速温度（Ｔ）に大きく依存することを見出した。
【００３３】
そこで、第１の温度Ｔ１　における複数の分極反転電圧（Ｖ）毎に求めた残留分極値が、残留分極値の初期値に対して所定の減少率に達するときの分極反転回数（Ｌｃ）と、前記複数の分極反転電圧（Ｖ）と、数式（１）とから、第１の温度Ｔ１　に対応する定数（α）としてα１　を求めることができる。同様にして、第２，第３及び第４の温度Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　に対応する定数（α）としてα２　，α３　及びα４　を求めることができる（α１　＞α２　＞α３　＞α４　）。
【００３４】
このように、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性は、図１に示すように、分極反転回数（Ｌｃ）の対数と分極反転電圧（Ｖ）の逆数とが直線で回帰される逆数モデルで表されると共に、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性は、加速温度（Ｔ）に大きく依存していることが分かる。
【００３５】
次に、強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件下におけるエンデュランス特性を加速条件下で評価するために必要な加速係数（Ｋ）を求める加速係数計算式を導出する。
【００３６】
まず、数式（１）における定数（α）は測定温度（Ｔ）によって変化するので、定数（α）と温度（Ｔ）との関係式が必要になる。そこで、定数（α）と温度（Ｔ）との関係式について次のような事実から求める。
【００３７】
すなわち、強誘電体キャパシタにおいて、絶縁破壊寿命の対数と電圧の逆数との関係は直線で回帰される関係になる。また、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性は強誘電体キャパシタのリーク電流値と相関し、リーク電流値が少ないほどエンデュランス特性が良い。これらの２つの現象は、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に伴って強誘電体膜の残留分極値が減少する分極反転疲労のメカニズムが絶縁特性と密接に関連することを示唆している。
【００３８】
一方、強誘電体膜を含む一般的な絶縁膜の絶縁破壊に関しては、例えばシリコン酸化膜の場合、シリコン酸化膜の絶縁破壊における電圧依存性が温度によって変化することが知られており、電圧依存性の傾き（γ）と温度（Ｔ）との関係は、数式：
γ＝　Ａ　＋　Ｂ／Ｔ　　　（Ａ，Ｂは定数）　・・・（２）
で表されることが報告されている（”Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　Ｔｈｉｎ　Ｏｘｉｄｅ　Ｂｒｅａｋ　ｄｏｗｎ”，　ｐｐ１９０３−１９０８，　Ｊ．Ｗ．ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ　ａｎｄ　Ｄ．Ａ．Ｂａｇｌｅｅ：Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，（１９８５）参照）。
【００３９】
従って、すでに説明したように、分極反転疲労のメカニズムが絶縁特性と密接に関連する点と強誘電体膜を含む一般的な絶縁膜の絶縁破壊における電圧依存性が温度によって変化する点とを考慮すると、強誘電体キャパシタの絶縁破壊に関しても、数式（２）で表される関係が適用可能であると仮定することができる。
【００４０】
すなわち、絶縁特性と密接に関連する強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性の電圧依存性についても、電圧依存性の傾き（α）と温度（Ｔ）との関係は、数式（２）と同様に、数式：
α＝　Ａ＋Ｂ／Ｔ　　　　（Ａ，Ｂは定数）　・・・（３）
で表される関係が成立すると仮定できる。
【００４１】
そこで、強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリ装置の実使用条件（温度Ｔ１　，分極反転電圧Ｖ１　）下におけるエンデュランス特性寿命をＬ１　とすると共に、加速条件（温度Ｔ２　，分極反転電圧Ｖ２　）下におけるエンデュランス特性寿命をＬ２　（Ｔ１　＜Ｔ２　，Ｖ１　＜Ｖ２　）とすると、強誘電体メモリ装置の実使用条件（温度Ｔ１　，分極反転電圧Ｖ１　）下におけるエンデュランス特性を加速条件（温度Ｔ２　，分極反転電圧Ｖ２　）下で評価するために必要な加速係数（Ｋ）は、数式（１）と数式（３）とから、加速係数計算式：
ｌｏｇＫ＝ｌｏｇ（Ｌ１　／Ｌ２　）＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ１　）　・・・（４）
を導出することができる。
【００４２】
ここで、加速係数計算式（４）における定数Ａ及びＢは、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を複数の温度（Ｔ）の下で測定することにより求めることができる。具体的には、数式（１）を考慮して算出された第１，第２，第３及び第４の温度Ｔ１，　Ｔ２　，Ｔ３　及びＴ４　に対応する定数α１　，α２　，α３　及びα４　と、数式（３）：α＝　Ａ＋Ｂ／Ｔ　とから定数Ａ及びＢを求めることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によると、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、電圧ストレスと温度ストレスとを考慮して算出できる加速係数計算式（４）：ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）を用いて導出するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング性が大きく向上する。その結果、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性をより高精度に且つより効率的に評価できる加速試験方法を提供することができる。また、加速係数計算式（４）における定数Ａ及びＢを、強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値の分極反転電圧依存性を複数の温度（Ｔ）の下で測定することにより求めると、加速係数計算式（４）の精度が向上するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング特性がより一層向上する。
【００４４】
以下において、本発明の本実施形態の加速試験方法について具体的な例を挙げながら説明する。
【００４５】
まず、強誘電体メモリ装置の実使用条件下におけるエンデュランス特性を加速条件下で評価するために必要な加速係数（Ｋ）を算出するために、加速係数計算式（４）における定数Ａ及びＢを求める方法について説明する。
【００４６】
すなわち、強誘電体キャパシタにおいて、温度８５℃、１００℃、１１０℃及び１２５℃の下で、強誘電体キャパシタを構成する強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値（Ｐｎｖ）の分極反転電圧依存性を測定する。尚、温度については前記の各温度に限られるものではなく、互いに異なる２以上の温度であればよい。
【００４７】
図２は、温度１２５℃の下で、強誘電体キャパシタを構成する強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値（Ｐｎｖ）を、３Ｖ〜７Ｖの電圧範囲で分極反転電圧（Ｖ）毎に示したものである。尚、図２においては、分極反転電圧（Ｖ）として３Ｖ〜７Ｖの範囲の電圧を用いているが、この範囲の電圧に限られるものではない。また、縦軸は残留分極値（Ｐｎｖ）を予め定めた初期値で規格化しており、横軸に分極反転回数（Ｌｃ）をとっている。
【００４８】
図２に示すように、残留分極値（Ｐｎｖ）の初期値に対する減少率が１０％になるときの分極反転回数（Ｌｃ）をエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）として、各分極反転電圧（Ｖ）におけるエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）を求める。尚、本実施例においては、残留分極値（Ｐｎｖ）の初期値に対する減少率が１０％になるときの分極反転回数（Ｌｃ）をエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）としているが、設定する減少率は何％であってもよい。また、図２においては、横軸に並行な実線によって残留分極値（Ｐｎｖ）の初期値に対する減少率（１０％）を示している。
【００４９】
残留分極値（Ｐｎｖ）の初期値に対する減少率が１０％を示す実線と強誘電体膜の分極反転回数（Ｌｃ）の増加に応じて変化する強誘電体膜の残留分極値（Ｐｎｖ）を示す各分極反転電圧（Ｖ）毎の実線とが交わる点に対応する分極反転回数（Ｌｃ）がエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）となり、各分極反転電圧（Ｖ）毎のエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）を求める。他の温度８５℃、１００℃及び１１０℃の場合についても、前述の一連の処理を繰り返すことにより、各分極反転電圧（Ｖ）毎のエンデュランス特性寿命（Ｌｃ）を求める。
【００５０】
次に、温度１２５℃，８５℃、１００℃及び１１０℃のそれぞれの下で、前記のようにして求めた分極反転回数（Ｌｃ）を縦軸にとる共に、前記３〜７Ｖの電圧範囲における分極反転電圧（Ｖ）の逆数を横軸にとってプロットすることにより、図３に示すように、数式（１）：ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖで表される逆数モデルを得ることができる。そこで、温度１２５℃，８５℃、１００℃及び１１０℃で求めた分極反転回数（Ｌｃ）及び複数の分極反転電圧（Ｖ）と、数式（１）：ｌｏｇＬｃ＝Ｃ＋α／Ｖとから、温度１２５℃，８５℃、１００℃及び１１０℃毎の定数（α）を求める。これにより、温度８５℃、１００℃、１１０℃及び１２５℃に対応する定数（α）として、１６．４，１５．１，１４．３及び１３．２を得ることができる。
【００５１】
次に、図４に示すように、数式（３）：α＝　Ａ＋Ｂ／Ｔと、温度８５℃、１００℃、１１０℃及び１２５℃にそれぞれ対応する定数１６．４，１５．１，１４．３及び１３．２とから定数Ａ及びＢを求める。これにより、定数Ａ＝−１５．４６４，定数Ｂ＝１１４０４となるので、この定数Ａ及びＢを用いることにより、加速係数計算式（４）が完成する。
【００５２】
次に、完成した加速係数計算式に基づいて、実使用条件における予測寿命を示す分極反転回数（Ｌｃ）に対応する、加速条件における予測寿命を示す分極反転回数（Ｌｃ）を求める。具体的には、例えば実使用条件として分極反転電圧３．３Ｖ、温度８５℃で分極反転回数１０１２回を保証すべき評価に対応する加速条件として、分極反転電圧７．５Ｖ及び温度１２５℃で加速試験を実施する際の加速係数（Ｋ）を計算すると、加速係数Ｋ＝１６１５を得ることができる。
【００５３】
加速係数Ｋ＝１６１５を代入した加速係数計算式を用いることにより、実使用条件において保証すべき分極反転回数１０１２回に対応する、加速条件における分極反転回数として約６×１０８　回の値を得ることができる。従って、分極反転電圧７．５Ｖ、温度１２５℃及び分極反転回数６×１０８　回を加速条件に設定して加速試験を行なうことにより、実使用条件の分極反転電圧３．３Ｖ、温度８５℃及び分極反転回数１０１２回の場合に相当するエンデュランス特性を確認することができる。このため、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング性が大きく向上する。その結果、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性をより高精度に且つより効率的に評価できる加速試験方法を提供することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の強誘電体メモリ装置の加速試験方法によると、エンデュランス特性を評価するために必要な加速係数（Ｋ）を、電圧ストレスと温度ストレスとを考慮して算出できる第１の数式：ｌｏｇＫ＝Ａ（１／Ｖ１　−１／Ｖ２　）＋Ｂ（１／Ｖ１　Ｔ１　−１／Ｖ２　Ｔ２　）を用いて導出するので、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性のフィッティング性が大きく向上する。その結果、強誘電体メモリ装置のエンデュランス特性をより高精度に且つより効率的に評価できる加速試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分極反転回数の対数と分極反転電圧の逆数との関係について複数の温度毎に示すグラフである。
【図２】残留分極値と分極反転回数との関係について複数の分極反転電圧毎に示すグラフである。
【図３】分極反転回数の対数と分極反転電圧の逆数との関係について複数の温度毎に示すグラフである。
【図４】定数と温度の逆数との関係を示すグラフである。
【図５】第１の従来例における残留分極値の減少率と分極反転回数の対数との関係を示すグラフである。
【図６】第１の従来例における線形モデルを示すグラフである。
【図７】第２の従来例における逆数モデルを示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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