專利名稱：探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
隨著微電子工藝技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征線寬越來(lái)越小，金屬化布線 的寬度越來(lái)越細(xì)，與此同時(shí)IC的柵介質(zhì)層厚度也是越來(lái)越薄，而電源電壓卻不宜降低，柵 氧化層工作在較高的電場(chǎng)強(qiáng)度下，從而使柵氧化層的介質(zhì)擊穿效應(yīng)成了更突出的可靠性問(wèn) 題。柵極氧化膜抗電性能不好將引起MOS器件電參數(shù)不穩(wěn)定，進(jìn)一步可引起柵氧的擊穿。目 前，對(duì)柵氧化層壽命的主要評(píng)價(jià)方法有恒定電壓法、恒定電流法和斜坡電壓法?，F(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)高壓器件采用斜坡電壓法(V-ramp)進(jìn)行介質(zhì)擊穿測(cè)試時(shí)，若采 用通常的測(cè)試方法，當(dāng)柵氧化層被擊穿時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生的大電流(大于0. 5A)會(huì)造成探針卡燒 針。而探針卡一旦損壞，必然導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)異常。目前，采用斜坡電壓法進(jìn)行介質(zhì)擊穿測(cè)試 時(shí)一般采用設(shè)定限定電流的方法來(lái)避免在柵氧化層上施加過(guò)高的電壓導(dǎo)致探針卡燒針。但 對(duì)于高壓器件而言，由于其柵氧化層厚度較厚，在擊穿時(shí)瞬時(shí)漏電比較大，在連續(xù)進(jìn)行多個(gè) 樣品測(cè)試的情況下，電流熱效應(yīng)的累計(jì)最終會(huì)導(dǎo)致探針卡或測(cè)試機(jī)損壞，從而無(wú)法得到正 確的測(cè)試結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法，以解 決柵氧化層被擊穿時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生的大電流會(huì)造成探針卡或測(cè)試機(jī)損壞的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法，包括以下步 驟在探針卡上的探針中選取用于測(cè)試的測(cè)試探針；將所述測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)連接，并在測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)間的連接通路上連接限流 電阻；將所述測(cè)試探針接觸測(cè)試樣品上與柵氧化層導(dǎo)通的焊點(diǎn)；通過(guò)所述測(cè)試機(jī)向所述測(cè)試樣品上的柵氧化層施加從零伏開(kāi)始隨時(shí)間線性增加 的電壓，與此同時(shí)測(cè)得在各個(gè)電壓值下柵氧化層上的電流值，直至測(cè)到的電流值增大到一 定閾值，表示柵氧化層被擊穿。可選的，將所述測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)連接，并在測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)間的連接通路上 連接限流電阻的步驟包括通過(guò)導(dǎo)線將所述探針卡上每個(gè)相同測(cè)試探針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的探針連接 點(diǎn)、限流電阻和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)依次連接，同時(shí)將所述測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)連接至測(cè)試機(jī)。本發(fā)明還提供一種探針卡，包括基板，設(shè)置于所述基板上的探針、探針連接點(diǎn)和測(cè) 試機(jī)連接點(diǎn)，所述每一個(gè)探針對(duì)應(yīng)一個(gè)探針連接點(diǎn)和一個(gè)測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)，所述探針同與其 對(duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)連接，所述測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)與測(cè)試機(jī)連接，其特征在于，還包括限流電阻， 所述探針中至少有一個(gè)探針在其所對(duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)之間連接有所述限流電阻。本發(fā)明提供的探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法在測(cè)試時(shí)可有效地防止柵氧 化層被擊穿時(shí)產(chǎn)生的較大漏電流對(duì)探針卡和測(cè)試機(jī)的損傷，且可保證增加了限流電阻后仍 能準(zhǔn)確的測(cè)試出柵氧化層的擊穿電壓。


圖1為采用斜坡電壓法測(cè)試時(shí)探針卡損壞和未損壞時(shí)分別得到的電流電壓曲線 對(duì)比圖；圖2為限流電阻在探針卡上的連接位置示意圖；圖3為增加限流電阻的電流-電壓曲線與未增加限流電阻的電流-電壓曲線間的 擬合對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明提供的探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法可利用多種替換方式實(shí)現(xiàn)，下 面是通過(guò)較佳的實(shí)施例來(lái)加以說(shuō)明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普 通技術(shù)人員所熟知的一般的替換無(wú)疑涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說(shuō) 明，示意圖不依一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定?，F(xiàn)有技術(shù)在對(duì)柵氧化層進(jìn)行介質(zhì)擊穿測(cè)試時(shí)，將探針卡上的探針接觸測(cè)試樣品上 與柵氧化層導(dǎo)通的焊點(diǎn)，同時(shí)將探針卡與測(cè)試機(jī)相連。采用斜坡電壓法進(jìn)行介質(zhì)擊穿測(cè)試 時(shí)，測(cè)試機(jī)向探針卡上的探針施加電壓，探針進(jìn)而向測(cè)試樣品上的柵氧化層施加電壓，在測(cè) 試樣品柵氧化層上施加的電壓從零伏開(kāi)始隨時(shí)間線性增加，與此同時(shí)測(cè)試機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)得在各 個(gè)電壓值下柵氧化層上的電流值，直至測(cè)到的電流值增大到一定閾值，表示柵氧化層被擊 穿，擊穿點(diǎn)的電壓即為擊穿電壓(Vbd)。所述的擊穿電流閾值通常依據(jù)柵氧化層的厚度不同 而不同。完成對(duì)所有測(cè)試樣品的測(cè)試后，根據(jù)得到的擊穿電壓對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行評(píng)估若擊 穿電壓<使用電壓測(cè)試樣品早期失效；若使用電壓<擊穿電壓SnX使用電壓非本征擊 穿；若擊穿電壓> nX使用電壓測(cè)試樣品本征失效。請(qǐng)參看圖1，圖1為采用斜坡電壓法測(cè)試時(shí)探針卡損壞和未損壞時(shí)分別得到的電 流-電壓曲線對(duì)比圖。圖1中虛線表示的曲線即表示探針卡未損壞的情況下進(jìn)行斜坡電壓 測(cè)試時(shí)得到的電流-電壓曲線，由該曲線可知，隨著柵氧化層上施加電壓不斷增大，漏電流 也不斷增大，直到柵氧化層最終被擊穿，擊穿電壓大約為31V左右。圖1中實(shí)線表示的曲線 則是探針卡損壞的情況下進(jìn)行斜坡電壓測(cè)試時(shí)得到的電流-電壓曲線，由該曲線可看出， 一旦探針卡上的探針被柵氧化層擊穿時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)較大漏電流所損壞，測(cè)試機(jī)最終將無(wú)法 測(cè)得正確的測(cè)試結(jié)果。本發(fā)明的測(cè)試方法在正式進(jìn)行柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試前，在探針卡上進(jìn)行測(cè)試的 測(cè)試探針和測(cè)試機(jī)之間連接限流電阻以解決上述問(wèn)題。請(qǐng)參看圖2，圖2為限流電阻在探針 卡上的連接位置示意圖。圖2所示的探針卡為一種探針卡的實(shí)施例，本發(fā)明的測(cè)試方法可使用于任何探針卡，并不局限于該種探針卡。如圖2所示，該探針卡包括基板和設(shè)置于所述 基板上探針區(qū)101內(nèi)的探針，在所述基板上每個(gè)探針都對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)探針連接點(diǎn)102，所 述探針連接點(diǎn)102同與其對(duì)應(yīng)的探針連接。同時(shí)，探針區(qū)101內(nèi)的每個(gè)探針還對(duì)應(yīng)設(shè)置有 測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)103，用于與測(cè)試機(jī)連接?，F(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行測(cè)試前，首先在探針區(qū)101的探 針中選擇用于測(cè)試的測(cè)試探針，用導(dǎo)線將探針卡上與測(cè)試探針對(duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)102和測(cè) 試機(jī)連接點(diǎn)103連接，同時(shí)將與測(cè)試探針對(duì)應(yīng)的測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)103和測(cè)試機(jī)連接，進(jìn)而使探 針卡上的測(cè)試探針與測(cè)試樣品上與柵氧化層導(dǎo)通的焊點(diǎn)接觸，通過(guò)測(cè)試機(jī)向柵氧化層施加 從零伏開(kāi)始的電壓，開(kāi)始測(cè)試。本發(fā)明在上述測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，為避免測(cè)試樣品的柵氧化 層被擊穿時(shí)產(chǎn)生的較大漏電流對(duì)測(cè)試探針和測(cè)試機(jī)的損壞，在進(jìn)行測(cè)試前在將探針卡上與 測(cè)試探針對(duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)102和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)103連接時(shí)，在探針連接點(diǎn)102和測(cè)試機(jī) 連接點(diǎn)103之間還增加一限流電阻104，通過(guò)導(dǎo)線探針連接點(diǎn)102、限流電阻104和測(cè)試機(jī) 連接點(diǎn)103依次連接，通過(guò)該限流電阻104限制通過(guò)測(cè)試探針和測(cè)試機(jī)的電流，從而避免探 針和測(cè)試機(jī)被流經(jīng)的大電流燒壞。但并非任一限流電阻都可達(dá)到本發(fā)明的目的，所選取的限流電阻除了能夠很好的 防止瞬時(shí)大電流對(duì)探針卡和測(cè)試機(jī)的影響外，還需滿足增加了限流電阻后仍能通過(guò)斜坡電 壓法準(zhǔn)確的測(cè)試出柵氧化層的擊穿電壓這一必要條件。因此，在選取限流電阻前需進(jìn)行試 驗(yàn)，針對(duì)同樣的測(cè)試樣品分別進(jìn)行增加限流電阻和不增加限流電阻的測(cè)試，得到增加限流 電阻的電流-電壓曲線與未增加限流電阻電流-電壓曲線間的擬合對(duì)比圖，若兩種曲線擬 合的較好，且最終得到的擊穿電壓一致，則表明該限流電阻適用于本發(fā)明的測(cè)試方法中。作為一種實(shí)施例，在對(duì)特征尺寸為0. 35um，柵氧化層厚度為256埃，工作電壓為 12V的高壓器件采用斜坡電壓法進(jìn)行介質(zhì)擊穿測(cè)試時(shí)，通過(guò)上述選取限流電阻的方法得到 0. 5千歐和1. 2千歐的電阻均適用，最終得到的增加限流電阻的電流-電壓曲線與未增加限 流電阻的電流-電壓曲線間的擬合對(duì)比圖如圖3所示。圖3中，圓圈曲線代表未增加限流 電阻得到的電流-電壓曲線，方框曲線代表增加限流電阻(1. 2千歐)得到的電流-電壓曲 線，由圖3可看出，增加限流電阻前后的電流-電壓曲線擬合較好且得到的擊穿電壓一致。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法，包括以下步驟 在探針卡上的探針中選取用于測(cè)試的測(cè)試探針；將所述測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)連接，并在測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)間的連接通路上連接限流電阻；將所述測(cè)試探針接觸測(cè)試樣品上與柵氧化層導(dǎo)通的焊點(diǎn)；通過(guò)所述測(cè)試機(jī)向所述測(cè)試樣品上的柵氧化層施加從零伏開(kāi)始隨時(shí)間線性增加的電 壓，與此同時(shí)測(cè)得在各個(gè)電壓值下柵氧化層上的電流值，直至測(cè)到的電流值增大到一定閾 值，表示柵氧化層被擊穿。
2.如權(quán)利要求1所述的柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法，其特征在于，將所述測(cè)試探針與 測(cè)試機(jī)連接，并在測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)間的連接通路上連接限流電阻的步驟包括通過(guò)導(dǎo)線 將所述探針卡上每個(gè)相同測(cè)試探針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)、限流電阻和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)依次連 接，同時(shí)將所述測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)連接至測(cè)試機(jī)。
3.一種探針卡，包括基板，設(shè)置于所述基板上的探針、探針連接點(diǎn)和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)，所 述每一個(gè)探針對(duì)應(yīng)一個(gè)探針連接點(diǎn)和一個(gè)測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)，所述探針同與其對(duì)應(yīng)的探針連接 點(diǎn)連接，所述測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)與測(cè)試機(jī)連接，其特征在于，還包括限流電阻，所述探針中至少 有一個(gè)探針在其所對(duì)應(yīng)的探針連接點(diǎn)和測(cè)試機(jī)連接點(diǎn)之間連接有所述限流電阻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法，包括以下步驟在探針卡上的探針中選取用于測(cè)試的測(cè)試探針；將所述測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)連接，并在測(cè)試探針與測(cè)試機(jī)間的連接通路上連接限流電阻；將所述測(cè)試探針接觸測(cè)試樣品上與柵氧化層導(dǎo)通的焊點(diǎn)；通過(guò)所述測(cè)試機(jī)向所述測(cè)試樣品上的柵氧化層施加從零伏開(kāi)始隨時(shí)間線性增加的電壓，與此同時(shí)測(cè)得在各個(gè)電壓值下柵氧化層上的電流值，直至測(cè)到的電流值增大到一定閾值，表示柵氧化層被擊穿。本發(fā)明提供的探針卡及柵氧化層介質(zhì)擊穿測(cè)試方法在測(cè)試時(shí)可有效地防止柵氧化層被擊穿時(shí)產(chǎn)生的較大漏電流對(duì)探針卡和測(cè)試機(jī)的損傷，且可保證增加了限流電阻后仍能準(zhǔn)確的測(cè)試出柵氧化層的擊穿電壓。
文檔編號(hào)G01R1/073GK102109569SQ20091024742
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者李愛(ài)民, 李良, 林立平, 牛剛, 趙曉東 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司