半導(dǎo)體檢測電路及檢測方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體檢測電路及檢測方法，所述半導(dǎo)體檢測電路包括：至少兩個并聯(lián)的待檢測單元、第一檢測端、第二檢測端、與待檢測單元一一對應(yīng)的至少兩個第三檢測端、至少一個二極管；所述待檢測單元用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且不同的待檢測單元的結(jié)構(gòu)不同；所述相鄰的待檢測單元的第二端與第二檢測端相連接，所述相鄰的待檢測單元的第一端通過二極管相連接，其中一個待檢測單元的第一端與第一檢測端相連接，且所述二極管的陽極都朝向第一檢測端，使得當(dāng)所述第一檢測端施加正向的擊穿檢測電壓時，所有的二極管都會導(dǎo)通。利用所述半導(dǎo)體檢測電路能快速檢測耐壓特性最差的待檢測單元，從而可以獲得不同的待檢測單元的結(jié)構(gòu)對擊穿特性的不同影響。
【專利說明】半導(dǎo)體檢測電路及檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體檢測技術(shù)，特別涉及一種半導(dǎo)體檢測電路及檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)中，通常使用多層金屬互連線結(jié)構(gòu)使得各種器件電學(xué)連接， 所述金屬互連線之間利用絕緣性能良好的介質(zhì)材料電隔離。多層金屬互連結(jié)構(gòu)的可靠 性對于整個1C制造工藝良率、產(chǎn)品性能和可靠性而言都是至關(guān)重要的，因此，層間介 質(zhì)（Inter-and Intra-Layer Dielectrics，ILD)擊穿和與時間相關(guān)的介質(zhì)擊穿（Time dependent Dielectric Breakdown, TDDB)特性的可靠性測試也就成了可靠性測試中極為 重要的測試項目。在可靠性測試中，通過對相鄰的金屬互連線施加電壓，使得所述相鄰的金 屬互連線之間發(fā)生漏電而引起金屬離子擴(kuò)散，進(jìn)而造成相鄰的金屬互連線之間的介質(zhì)被擊 穿，通過所述可靠性測試可以獲得不同金屬互連線的間距、形狀和不同介質(zhì)材料對金屬互 連結(jié)構(gòu)擊穿特性的影響。
[0003] 為了獲得擊穿特性較好的金屬互連結(jié)構(gòu)，通常需要檢測多組具有不同金屬互連線 間距、形狀或不同介質(zhì)材料的金屬互連結(jié)構(gòu)，如果采用現(xiàn)有的檢測方法，只能一組一組地進(jìn) 行檢測對應(yīng)的擊穿電壓或擊穿時間，以獲得不同金屬互連線間距、形狀或不同介質(zhì)材料對 金屬互連結(jié)構(gòu)擊穿特性的影響，檢測時間較長，檢測成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體檢測電路及檢測方法，能很方便地檢測出擊 穿特性最差的待檢測單元，檢測成本較低。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體檢測電路，包括：至少兩個并聯(lián)的待檢測 單元、第一檢測端、第二檢測端、與待檢測單元一一對應(yīng)的至少兩個第三檢測端、至少一個 二極管；所述待檢測單元用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且不同的待檢測單元的結(jié)構(gòu) 不同；所述相鄰的待檢測單元的第二端相連接后與第二檢測端相連接，所述相鄰的待檢測 單元的第一端通過二極管相連接，其中一個待檢測單元的第一端與第一檢測端相連接，且 所述二極管的陽極都朝向第一檢測端的位置，使得當(dāng)所述第一檢測端施加正向的擊穿檢測 電壓時，所有的二極管都會導(dǎo)通；每個待檢測單元的第一端都與對應(yīng)的第三檢測端相連接。
[0006] 可選的，所述待檢測單元包括：第一電極、第二電極和將第一電極、第二電極電學(xué) 隔離的層間介質(zhì)層，所述第一電極對應(yīng)所述待檢測單元的第一端，所述第二電極對應(yīng)所述 待檢測單元的第二端，所述不同待檢測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的間距不同。
[0007] 可選的，所述待檢測單兀包括：基底，位于基底表面的第一金屬層，位于所述第一 金屬層表面的層間介質(zhì)層，位于所述層間介質(zhì)層表面的第二金屬層，所述第二金屬層包括 第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極之間通過層間介質(zhì)層電學(xué)隔離，所述第一 金屬層的位置與第一電極、第二電極的位置相對應(yīng)。
[0008] 可選的，所述待檢測單元包括：基底，位于基底表面的層間介質(zhì)層，位于所述層間 介質(zhì)層表面的第二金屬層，所述第二金屬層包括第一電極和第二電極，所述第一電極和第 二電極之間通過層間介質(zhì)層電學(xué)隔離。
[0009] 可選的，不同的待檢測單元的基底、層間介質(zhì)層、第一電極、第二電極的材料、尺 寸、形成工藝相同，但不同的待檢測單元的第一金屬層的俯視形狀不同，使得所述不同待檢 測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的間距不同。
[0010] 可選的，通過對具有不同俯視形狀的第一金屬層對應(yīng)的待檢測單元進(jìn)行檢測，獲 得最先擊穿的待檢測單元，從而獲得不同俯視形狀的第一金屬層對第一電極、第二電極之 間間距的影響及對所述待檢測單元的擊穿特性的影響。
[0011] 可選的，所述待檢測單元的第一金屬層的俯視形狀為塊狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)。
[0012] 可選的，當(dāng)所述第一電極和第二電極都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu)的第一電極 和第二電極的梳齒金屬線交錯相嵌時，所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層與所述梳齒金屬線平行 或垂直。
[0013] 可選的，當(dāng)所述第一電極和第二電極都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu)的第一電極 和第二電極的梳齒金屬線交錯相嵌，所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層與所述梳齒金屬線平行 時，所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層位于所述梳齒金屬線的正下方或位于梳齒金屬線之間的間 隙的正下方。
[0014] 本發(fā)明實施例提供了一種采用所述半導(dǎo)體檢測電路的檢測方法，包括：在所述第 一檢測端施加擊穿檢測電壓，第二檢測端接地，第三檢測端浮空，直到所述待檢測單元至少 一個被擊穿，第一檢測端和第二檢測端之間檢測到有電流產(chǎn)生，停止施加擊穿檢測電壓；然 后，在所述第二檢測端施加檢測電壓，第一檢測端浮空，第三檢測端接地，當(dāng)至少一個第三 檢測端檢測到有電流，則表明對應(yīng)的待檢測單元最先被擊穿。
[0015] 可選的，還包括：通過測出最先被擊穿的待檢測單元，從而獲得不同結(jié)構(gòu)對待檢測 單元的擊穿特性的影響。
[0016] 可選的，當(dāng)不同的待檢測單元的基底、層間介質(zhì)層、第一電極、第二電極的材料、尺 寸、形成工藝相同，但不同的待檢測單元的第一金屬層的俯視圖形不同，使得所述不同待檢 測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的間距不同時，通過測出最先被擊穿的待檢測單元， 從而獲得不同第一金屬層的俯視形狀對第一電極、第二電極之間的間距的影響及對所述待 檢測單元的擊穿特性的影響。
[0017] 可選的，所述施加的擊穿檢測電壓的電壓值恒定或隨時間的增加而增加。
[0018] 可選的，所述施加的檢測電壓小于或等于1. 5V。
[0019] 可選的，所述最先被擊穿的待檢測單元與相鄰的待檢測單元之間的二極管兩端的 電勢差小于二極管的正向開啟電壓
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：
[0021] 由于所述相鄰的待檢測單元的第一端通過二極管相連接，所述二極管只能正向 導(dǎo)通，所述二極管兩端的電壓只有高于開啟電壓才會發(fā)生導(dǎo)通，因此當(dāng)其中至少一個待檢 測單元被擊穿后，在所述第二檢測端和第三檢測端施加測試電壓，被擊穿的待檢測單元對 應(yīng)的第三檢測端會檢測到電流，從而能很容易判斷出耐壓特性最差的待檢測單元，不需要 -檢測，節(jié)省了檢測時間和成本。
[0022] 進(jìn)一步的，通過對具有不同俯視形狀的第一金屬層對應(yīng)的待檢測單元進(jìn)行檢測， 獲得最先擊穿的待檢測單元，從而獲得不同俯視形狀的第一金屬層對第一電極、第二電極 之間間距的影響及對所述待檢測單元的擊穿特性的影響，不需要一一檢測，節(jié)省了檢測時 間和成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1和圖2是本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3?圖10是本發(fā)明實施例的待檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖11是本發(fā)明實施例的檢測方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 由于利用現(xiàn)有檢測方法進(jìn)行檢測的檢測時間較長，因此本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體 檢測電路及檢測方法，先在所述半導(dǎo)體檢測電路的第一檢測端施加擊穿檢測電壓，第二檢 測端接地，第三檢測端浮空，直到所述待檢測單元至少一個被擊穿，第一檢測端和第二檢測 端之間檢測到有電流，停止施加擊穿檢測電壓；然后在所述第二檢測端施加檢測電壓，第一 檢測端浮空，第三檢測端接地，當(dāng)至少一個第三檢測端檢測到有電流，則表明對應(yīng)的待檢測 單元最先被擊穿。由于各個待檢測單元的結(jié)構(gòu)各不相同，因此，通過獲知最先被擊穿的待檢 測單元，就能獲得哪一種待檢測單元的結(jié)構(gòu)最容易被擊穿，從而可以獲得不同的待檢測單 元的結(jié)構(gòu)對擊穿特性的不同影響。
[0027] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施例做詳細(xì)的說明。
[0028] 本發(fā)明實施例首先提供了一種半導(dǎo)體檢測電路，請參考圖1，包括：四個并聯(lián)的待 檢測單元l〇a、10b、10c、10d，第一檢測端S1，第二檢測端S2,與待檢測單元10a、10b、10c、 l〇d--對應(yīng)的四個第三檢測端S3a、S3b、S3c、S3d，三個二極管20 ;所述待檢測單元10a、 10b、10c、10d用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且不同的待檢測單元10a、10b、10c、10d 的結(jié)構(gòu)不同，使得對應(yīng)的擊穿特性各不相同；所述相鄰的待檢測單元的第二端12相連接后 與第二檢測端S2相連接，所述相鄰的待檢測單元的第一端11通過二極管20相連接，位于 最左側(cè)的待檢測單元l〇a的第一端11與第一檢測端S1相連接，且所述三個二極管20的陽 極都朝向第一檢測端S1的位置，即所述待檢測單元10a、10b之間的二極管20的陽極與待 檢測單元l〇a相連接，所述待檢測單元10b、10c之間的二極管20的陽極與待檢測單元10b 相連接，所述待檢測單元10c、10d之間的二極管20的陽極與待檢測單元10c相連接，使得 當(dāng)所述第一檢測端S1施加正向的擊穿檢測電壓時，所述三個二極管20都會導(dǎo)通；每個待檢 測單元10a、10b、10c、10d的第一端11都分別與對應(yīng)的第三檢測端53 &、5313、53(：、53(1相連 接。
[0029] 在另一實施例中，所述半導(dǎo)體檢測電路請參考圖2,包括：四個并聯(lián)的待檢測單元 10a、10b、10c、10d，第一檢測端S1，第二檢測端S2,與待檢測單元10a、10b、10c、10d--對 應(yīng)的四個第三檢測端S3a、S3b、S3c、S3d，三個二極管20 ;所述待檢測單元10a、10b、10c、lOd 用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且不同的待檢測單元10a、10b、10c、10d的結(jié)構(gòu)不同， 使得對應(yīng)的擊穿特性各不相同；所述相鄰的待檢測單元的第二端12直接連接后與第二檢 測端S2相連接，所述相鄰的待檢測單元的第一端11通過二極管20相連接，待檢測單元10b 的第一端11與第一檢測端S1相連接，且所述三個二極管20的陽極都朝向第一檢測端SI 的位置，即所述待檢測單元l〇a、10b之間的二極管20的陽極與待檢測單元10b相連接，所 述待檢測單元l〇b、10c之間的二極管20的陽極與待檢測單元10b相連接，所述待檢測單元 10c、10d之間的二極管20的陽極與待檢測單元10c相連接，使得當(dāng)所述第一檢測端S1施加 正向的擊穿檢測電壓時，所述三個二極管20都會導(dǎo)通；每個待檢測單元10a、10b、10c、10d 的第一端11都分別與對應(yīng)的第三檢測端S3a、S3b、S3c、S3d相連接。由于所述第一檢測端 S1與位于中間的待檢測單元的第一端相連接，可以使得施加在每一個待檢測單元的擊穿檢 測電壓更加均衡，有利于提高檢測精確度。
[0030] 所述待檢測單元的數(shù)量至少為兩個，且當(dāng)其中一個待檢測單元的第一端11與第 一檢測端S1相連接時，為了保證所述第一檢測端S1施加正向的擊穿檢測電壓時，所有的二 極管20都會導(dǎo)通，因此所有二極管20的陽極都朝向第一檢測端S1的位置，所述所有二極 管20的陰極都背向第一檢測端S1的位置。
[0031] 所述待檢測單元用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且由于各個待檢測單元的結(jié) 構(gòu)各不相同，通過在第一檢測端和第二檢測端施加擊穿測試電壓，通過獲知最先被擊穿的 待檢測單元，就能獲得哪一種待檢測單元的結(jié)構(gòu)最容易被擊穿，從而可以獲得不同的待檢 測單元的結(jié)構(gòu)對擊穿特性的不同影響。
[0032] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的作為互連結(jié)構(gòu)的金屬層的材料通常為銅，形成所述銅材料的 金屬層的形成工藝通常為大馬士革工藝或雙大馬士革工藝，所述大馬士革工藝包括：先在 層間介質(zhì)層內(nèi)形成開口，在所述開口內(nèi)形成擴(kuò)散阻擋層和位于擴(kuò)散阻擋層表面的電鍍種子 層，然后利用電鍍工藝在所述電鍍種子層表面形成銅金屬層并填充滿所述開口，并利用化 學(xué)機械研磨工藝將位于層間介質(zhì)層表面的擴(kuò)散阻擋層、電鍍種子層和銅金屬層去除，在開 口內(nèi)形成金屬層。由于化學(xué)機械研磨工藝是化學(xué)作用與機械作用相結(jié)合進(jìn)行研磨，會對層 間介質(zhì)層以及位于層間介質(zhì)層下方的金屬層、層間介質(zhì)層、半導(dǎo)體器件等產(chǎn)生應(yīng)力。且層間 介質(zhì)層通常為氧化硅層或氮化硅層等，層間介質(zhì)層的硬度較大，而金屬層的硬度較小，延展 性較好，如果所述層間介質(zhì)層下方還具有另一層金屬層，所述另一層金屬層會由于化學(xué)機 械研磨工藝而發(fā)生變形，導(dǎo)致層間介質(zhì)層發(fā)生變形，導(dǎo)致形成于所述開口內(nèi)的金屬層的形 狀發(fā)生改變，位于同一金屬層的兩條金屬線之間的間距會發(fā)生改變，從而會導(dǎo)致兩條金屬 線之間的擊穿特性發(fā)生改變，例如擊穿電壓發(fā)生改變，或與時間相關(guān)的介質(zhì)擊穿（TDDB)的 擊穿時間發(fā)生改變。
[0033] 為了檢測所述層間介質(zhì)層下方的金屬層會對層間介質(zhì)層表面的技術(shù)層造成何種 影響，因此本發(fā)明實施例提供了幾種待檢測單元，通過對所述幾種待檢測單元進(jìn)行檢測來 獲得不同第一金屬層對第一電極、第二電極之間的間距的影響及對所述待檢測單元的擊穿 特性的影響。
[0034] 請參考圖3和圖4,圖3為本發(fā)明實施例的一個待檢測單元的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖 4為圖3沿AA'線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述待檢測單元包括：基底100,位于所述基底 100表面的第一金屬層110,位于所述第一金屬層110和基底100表面的層間介質(zhì)層120,位 于所述層間介質(zhì)層120表面的第二金屬層130,所述第二金屬層130包括第一電極131和第 二電極132,所述第一電極131對應(yīng)所述待檢測單元的第一端11(請參考圖1或圖2)，所述 第二電極131對應(yīng)所述待檢測單元的第二端12(請參考圖1或圖2)，且所述第一電極131、 第二電極132之間通過層間介質(zhì)層120電學(xué)隔離。
[0035] 在本實施例中，所述第一電極131和第二電極132都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu) 的第一電極131和第二電極131的梳齒金屬線交錯相嵌，能更好地模擬實際情況下相鄰兩 個電極之間的擊穿情況。在其他實施例中，所述第一電極和第二電極還可以為兩條平行的 直線、兩條平行的曲線或兩條平行的S狀折線等。
[0036] 在本實施例中，所述第一金屬層110的俯視形狀為塊狀結(jié)構(gòu)，且所述第一金屬層 110的寬度至少大于兩條梳齒金屬線寬度之和，使得所述第二金屬層130形成在較大的第 一金屬層110上。如果所述待檢測單元最先被擊穿，則表明如圖3、圖4所示的第一金屬層 對第一電極、第二電極之間的間距的影響最大。
[0037] 請參考圖5和圖6,圖5為本發(fā)明實施例的另一個待檢測單元的俯視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖6為圖5沿BB'線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述待檢測單元包括：基底200,位于所述基底 200表面的第一金屬層210,位于所述第一金屬層210和基底200表面的層間介質(zhì)層220,位 于所述層間介質(zhì)層220表面的第二金屬層230,所述第二金屬層230包括第一電極231和第 二電極232,所述第一電極231對應(yīng)所述待檢測單元的第一端11 (請參考圖1或圖2)，所述 第二電極231對應(yīng)所述待檢測單元的第二端12 (請參考圖1或圖2)，且所述第一電極231、 第二電極232之間通過層間介質(zhì)層220電學(xué)隔離。
[0038] 在本實施例中，所述第一電極231和第二電極232都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu) 的第一電極231和第二電極231的梳齒金屬線交錯相嵌，能更好地模擬實際情況下相鄰兩 個電極之間的擊穿情況。在其他實施例中，所述第一電極和第二電極還可以為兩條平行的 直線、兩條平行的曲線或兩條平行的S狀折線等。
[0039] 在本實施例中，所述第一金屬層210的俯視形狀為若干互相平行的條狀結(jié)構(gòu)，所 述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層210的寬度等于一條梳齒金屬線寬度，且所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金 屬層210與所述第一電極231和第二電極232的梳齒金屬線平行并位于所述梳齒金屬線的 正下方。如果所述待檢測單元最先被擊穿，則表明如圖5、圖6所示的第一金屬層對第一電 極、第二電極之間的間距的影響最大。
[0040] 請參考圖7和圖8,圖7為本發(fā)明實施例的另一個待檢測單兀的俯視結(jié)構(gòu)不意圖， 圖8為圖7沿CC'線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述待檢測單元包括：基底300,位于所述基底 300表面的第一金屬層310,位于所述第一金屬層310和基底300表面的層間介質(zhì)層320,位 于所述層間介質(zhì)層320表面的第二金屬層330,所述第二金屬層330包括第一電極331和第 二電極332,所述第一電極331對應(yīng)所述待檢測單元的第一端11 (請參考圖1或圖2)，所述 第二電極331對應(yīng)所述待檢測單元的第二端12(請參考圖1或圖2)，且所述第一電極331、 第二電極332之間通過層間介質(zhì)層320電學(xué)隔離。
[0041] 在本實施例中，所述第一電極331和第二電極332都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu) 的第一電極331和第二電極331的梳齒金屬線交錯相嵌，能更好地模擬實際情況下相鄰兩 個電極之間的擊穿情況。在其他實施例中，所述第一電極和第二電極還可以為兩條平行的 直線、兩條平行的曲線或兩條平行的S狀折線等。
[0042] 在本實施例中，所述第一金屬層310的俯視形狀為若干互相平行的條狀結(jié)構(gòu)，所 述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層310的寬度等于一條梳齒金屬線寬度，且所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金 屬層310與所述第一電極331和第二電極332的梳齒金屬線平行并位于所述梳齒金屬線之 間的間隙的正下方。如果所述待檢測單元最先被擊穿，則表明如圖7、圖8所示的第一金屬 層對第一電極、第二電極之間的間距的影響最大。
[0043] 請參考圖9和圖10,圖9為本發(fā)明實施例的另個待檢測單兀的俯視結(jié)構(gòu)不意圖， 圖10為圖9沿DD'線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述待檢測單元包括：基底400,位于所述基 底400表面的第一金屬層410,位于所述第一金屬層410和基底400表面的層間介質(zhì)層420， 位于所述層間介質(zhì)層420表面的第二金屬層430,所述第二金屬層430包括第一電極431和 第二電極432,所述第一電極431對應(yīng)所述待檢測單元的第一端11 (請參考圖1或圖2)， 所述第二電極431對應(yīng)所述待檢測單元的第二端12 (請參考圖1或圖2)，且所述第一電極 431、第二電極432之間通過層間介質(zhì)層420電學(xué)隔離。
[0044] 在本實施例中，所述第一電極431和第二電極432都為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu) 的第一電極431和第二電極431的梳齒金屬線交錯相嵌，能更好地模擬實際情況下相鄰兩 個電極之間的擊穿情況。在其他實施例中，所述第一電極和第二電極還可以為兩條平行的 直線、兩條平行的曲線或兩條平行的S狀折線等。
[0045] 在本實施例中，所述第一金屬層410的俯視形狀為若干互相平行的條狀結(jié)構(gòu)，所 述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層410的寬度等于一條梳齒金屬線寬度，且所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金 屬層410與所述第一電極431和第二電極432的梳齒金屬線垂直。如果所述待檢測單元最 先被擊穿，則表明如圖9、圖10所示的第一金屬層對第一電極、第二電極之間的間距的影響 最大。
[0046] 在其他實施例中，當(dāng)所述各個待檢測單元的第一金屬層的俯視形狀為條狀結(jié)構(gòu) 時，所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層的寬度也可以大于或小于一條梳齒金屬線寬度，所述條形 結(jié)構(gòu)的寬度根據(jù)需要相對應(yīng)調(diào)節(jié)，只需保證所述條形結(jié)構(gòu)的寬度小于塊狀結(jié)構(gòu)的寬度，不 同待檢測單元的第一金屬層的俯視形狀不相同。
[0047] 在其他實施例中，所述待檢測單元還可以不包括第一金屬層，直接在基底上形成 層間介質(zhì)層，在所述層間介質(zhì)層表面形成第二金屬層，用于檢測具有或不具有第一金屬層 對第二金屬層的影響。
[0048] 在上述不同的待檢測單元中，所采用的基底、層間介質(zhì)層和第二金屬層的材料、尺 寸、形成工藝相同，且不同的待檢測單元的第一電極、第二電極的形狀也都相同，不同的待 檢測單元只有是否具有第一金屬層的區(qū)別、或第一金屬層的俯視形狀是否相同的區(qū)別、或 第一金屬層與第二金屬層之間相對位置的區(qū)別，最終測得不同的待檢測單元的擊穿特性不 相同只可能是由于所述第一金屬層的不同所引起的。
[0049] 因此，本發(fā)明實施例利用上述半導(dǎo)體檢測電路及上述至少兩種不同待檢測單元進(jìn) 行檢測，判斷在哪一種俯視形狀的第一金屬層上形成第二金屬層最容易被擊穿，從而可以 獲得不同俯視形狀的第一金屬層對第二金屬層的擊穿特性的不同影響。同時由于獲得了最 容易被擊穿的待檢測單元，后續(xù)可以利用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗擊穿測試，只要對應(yīng)待檢測單 元的結(jié)構(gòu)能承受住抗擊穿測試，不被擊穿，則其余幾種待檢測單元對應(yīng)的結(jié)構(gòu)也不會被擊 穿，不需要再一一進(jìn)行測試，節(jié)省了檢測成本。
[0050] 基于上述半導(dǎo)體檢測電路，本發(fā)明實施例還提供了一種采用所述半導(dǎo)體檢測電路 的檢測方法，請參考圖11，包括：
[0051] 步驟S101，在所述第一檢測端施加擊穿檢測電壓，第二檢測端接地，第三檢測端浮 空，直到所述待檢測單元至少一個被擊穿，第一檢測端和第二檢測端之間檢測到有電流，停 止施加擊穿檢測電壓；
[0052] 步驟S102,在所述第二檢測端施加檢測電壓，第一檢測端浮空，第三檢測端接地， 當(dāng)其中一個第三檢測端檢測到有電流，則表明對應(yīng)的待檢測單元最先被擊穿。
[0053] 具體的，所述在第一檢測端施加的擊穿檢測電壓可以為恒定電壓，也可以為電壓 值隨時間的增加而增加的電壓。當(dāng)所述擊穿檢測電壓為恒定電壓時，對所述第一電極和第 二電極之間的層間介質(zhì)層進(jìn)行與時間相關(guān)的介質(zhì)擊穿（TDDB)測試，在所述第一檢測端和第 二檢測端之間施加一段時間的恒定電壓，第一電極和第二電極之間間距最小的待檢測單元 會最先被擊穿。當(dāng)所述擊穿檢測電壓為電壓值隨時間的增加而增加的電壓時，對所述第一 電極和第二電極之間的層間介質(zhì)層進(jìn)行擊穿電壓測試，由于所述擊穿檢測電壓不斷上升， 當(dāng)上升到某一特定電壓值時，第一電極和第二電極之間間距最小的待檢測單元會最先被擊 穿。
[0054] 由于擊穿檢測電壓會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二極管20的開啟電壓(通常為0. 5V)，且所述二極 管的陽極都朝向第一檢測端的位置，使得每一個待檢測單元的兩側(cè)都施加有擊穿檢測電 壓，用于測試每一個待檢測單元的擊穿特性。
[0055] 由于未被擊穿之前，所述第一檢測端和第二檢測端之間相當(dāng)于開路，所述第一檢 測端和第二檢測端之間不會檢測到有電流，但當(dāng)所述待檢測單元至少一個被擊穿(一般只 有一個待檢測單元被擊穿、但也可能存在同時兩三個被擊穿)，第一檢測端和第二檢測端之 間就會檢測到有電流，立即停止施加擊穿檢測電壓。此時還不能確定哪一個待檢測單元被 擊穿。其中，為了方便敘述，請參考圖1，假設(shè)是所述待檢測單元l〇c被擊穿。
[0056] 然后，由于所述待檢測單元10c被擊穿，當(dāng)在所述第二檢測端S2施加檢測電壓，第 一檢測端S1浮空，第三檢測端接地時，與待檢測單元10c相連接的第三檢測端S3c檢測到 有電流，則表明待檢測單元l〇c最先被擊穿。同時，由于二極管20反向不能導(dǎo)通，第三檢測 端S3b不會檢測到有電流，且二極管正向開啟需要具有0. 5V的正向開啟電壓，如果所述檢 測電壓小于、等于或稍大于所述〇. 5V的開啟電壓，使得所述第三檢測端S3c和第三檢測端 S3d之間的二極管20兩端的電勢差小于0. 5V的正向開啟電壓，則所述第三檢測端S3d也 不會檢測到有電流，則只有與被擊穿的待檢測單元l〇c相對應(yīng)的第三檢測端S3c才能檢測 到有電流，從而可以判斷出待檢測單元l〇c被擊穿。即使所述第三檢測端S3c和第三檢測 端S3d之間的二極管20兩端的電勢差大于0. 5V的開啟電壓，第三檢測端S3c和第三檢測 端S3d之間的二極管20導(dǎo)通，由于二極管20也具有一定的電阻，因此絕大多數(shù)電流都通過 第三檢測端S3c流走，當(dāng)?shù)谌龣z測端S3c檢測到有較大電流時，即使第三檢測端S3d也檢測 到較小的電流，也表明只有待檢測單元l〇c最先被擊穿。
[0057] 在本實施例中，所述第二檢測端S2施加檢測電壓小于或等于1. 5V，具體可以為 1. 2V、1. 0V、0. 8V、0. 5V、0. 4V 等
[0058] 同樣的，如果至少兩個第三檢測端檢測到有電流，假設(shè)第三檢測端S3c、S3d都檢 測到有電流，則表明待檢測單元l〇c和10d最先被擊穿。
[0059] 通過測出最先被擊穿的待檢測單元，就可以獲得不同結(jié)構(gòu)對待檢測單元的擊穿特 性的影響。由于不同的待檢測單元所采用的基底、層間介質(zhì)層和第二金屬層的材料、尺寸、 形成工藝相同，且不同的待檢測單元的第一電極、第二電極的形狀也都相同，但只有各個待 檢測單元的第一金屬層不同，使得所述各個待檢測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的 間距不同時，由于獲得了最先被擊穿的待檢測單元，則表明其對應(yīng)的待檢測單元的第一金 屬層結(jié)構(gòu)對第二金屬層的第一電極、第二電極之間的間距的影響最大，最容易導(dǎo)致第二金 屬層的第一電極和第二電極發(fā)生擊穿，而不需要對所述待檢測單元進(jìn)行一一測試，節(jié)省了 檢測成本。同時由于獲得了最容易被擊穿的待檢測單元，后續(xù)可以利用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗 擊穿測試，只要對應(yīng)待檢測單元的結(jié)構(gòu)能承受住抗擊穿測試，不被擊穿，則其余幾種待檢測 單元對應(yīng)的結(jié)構(gòu)也不會被擊穿，不需要再一一進(jìn)行測試，節(jié)省了檢測成本
[0060] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所 限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，包括：至少兩個并聯(lián)的待檢測單元、第一檢測 端、第二檢測端、與待檢測單元一一對應(yīng)的至少兩個第三檢測端、至少一個二極管；所述待 檢測單元用于檢測兩個電極之間的擊穿特性，且不同的待檢測單元的結(jié)構(gòu)不同；所述相鄰 的待檢測單元的第二端相連接后與第二檢測端相連接，所述相鄰的待檢測單元的第一端通 過二極管相連接，其中一個待檢測單元的第一端與第一檢測端相連接，且所述二極管的陽 極都朝向第一檢測端的位置，使得當(dāng)所述第一檢測端施加正向的擊穿檢測電壓時，所有的 二極管都會導(dǎo)通；每個待檢測單元的第一端都與對應(yīng)的第三檢測端相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，所述待檢測單元包括：第一電 極、第二電極和將第一電極、第二電極電學(xué)隔離的層間介質(zhì)層，所述第一電極對應(yīng)所述待檢 測單元的第一端，所述第二電極對應(yīng)所述待檢測單元的第二端，所述不同待檢測單元對應(yīng) 的第一電極、第二電極之間的間距不同。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，所述待檢測單元包括：基底，位 于基底表面的層間介質(zhì)層，位于所述層間介質(zhì)層表面的第二金屬層，所述第二金屬層包括 第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極之間通過層間介質(zhì)層電學(xué)隔離。
4. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，所述待檢測單元包括：基底，位 于基底表面的第一金屬層，位于所述第一金屬層表面的層間介質(zhì)層，位于所述層間介質(zhì)層 表面的第二金屬層，所述第二金屬層包括第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極 之間通過層間介質(zhì)層電學(xué)隔離，所述第一金屬層的位置與第一電極、第二電極的位置相對 應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，不同的待檢測單元的基底、層間 介質(zhì)層、第一電極、第二電極的材料、尺寸、形成工藝相同，但不同的待檢測單元的第一金屬 層的俯視形狀不同，使得所述不同待檢測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的間距不同。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，通過對具有不同俯視形狀的第 一金屬層對應(yīng)的待檢測單元進(jìn)行檢測，獲得最先擊穿的待檢測單元，從而獲得不同俯視形 狀的第一金屬層對第一電極、第二電極之間間距的影響及對所述待檢測單元的擊穿特性的 影響。
7. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，所述待檢測單元的第一金屬層 的俯視形狀為塊狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，當(dāng)所述第一電極和第二電極都 為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu)的第一電極和第二電極的梳齒金屬線交錯相嵌時，所述條狀 結(jié)構(gòu)的第一金屬層與所述梳齒金屬線平行或垂直。
9. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體檢測電路，其特征在于，當(dāng)所述第一電極和第二電極都 為梳狀結(jié)構(gòu)，且所述梳狀結(jié)構(gòu)的第一電極和第二電極的梳齒金屬線交錯相嵌，所述條狀結(jié) 構(gòu)的第一金屬層與所述梳齒金屬線平行時，所述條狀結(jié)構(gòu)的第一金屬層位于所述梳齒金屬 線的正下方或位于梳齒金屬線之間的間隙的正下方。
10. -種采用如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體檢測電路的檢測方法，其特征在于，包括： 在所述第一檢測端施加擊穿檢測電壓，第二檢測端接地，第三檢測端浮空，直到所述待 檢測單元至少一個被擊穿,第一檢測端和第二檢測端之間檢測到有電流產(chǎn)生，停止施加擊 穿檢測電壓； 然后，在所述第二檢測端施加檢測電壓，第一檢測端浮空，第三檢測端接地，當(dāng)至少一 個第三檢測端檢測到有電流，則表明對應(yīng)的待檢測單元最先被擊穿。
11. 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其特征在于，還包括：通過測出最先被擊穿的待檢 測單元，從而獲得不同結(jié)構(gòu)對待檢測單元的擊穿特性的影響。
12. 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其特征在于，當(dāng)不同的待檢測單元的基底、層間介 質(zhì)層、第一電極、第二電極的材料、尺寸、形成工藝相同，但不同的待檢測單元的第一金屬層 的俯視圖形不同，使得所述不同待檢測單元對應(yīng)的第一電極、第二電極之間的間距不同時， 通過測出最先被擊穿的待檢測單元，從而獲得不同第一金屬層的俯視形狀對第一電極、第 二電極之間的間距的影響及對所述待檢測單元的擊穿特性的影響。
13. 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其特征在于，所述施加的擊穿檢測電壓的電壓值 恒定或隨時間的增加而增加。
14. 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其特征在于，所述施加的檢測電壓小于或等于 1. 5V。
15. 如權(quán)利要求14所述的檢測方法，其特征在于，所述最先被擊穿的待檢測單元與相 鄰的待檢測單元之間的二極管兩端的電勢差小于二極管的正向開啟電壓。
【文檔編號】G01R31/14GK104142459SQ201310170460
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月9日
【發(fā)明者】馮軍宏, 周潔 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司