本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著集成電路技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，芯片上將集成更多的器件，芯片也將采用更快的速度。在這些要求的推進(jìn)下，器件的幾何尺寸將不斷縮小，在芯片制造工藝中不斷采用新材料、新技術(shù)和新的制造工藝。

電遷移(EM)是微電子器件中主要的失效機(jī)理之一，電遷移造成金屬化的開路和短路，使器件漏電增加，其內(nèi)在機(jī)理是電子與金屬原子之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)移。在器件向亞微米、深亞微米發(fā)展后，金屬線的寬度不斷減小，電流密度不斷增加，更易于因電遷移而失效。因此，隨著工藝的進(jìn)步，EM的評(píng)價(jià)備受關(guān)注。

其中，等溫電遷移試驗(yàn)(ISO-EM)是一種重要的測(cè)試方式，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中等溫電遷移試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)，包括第一測(cè)試端11、第二測(cè)試端12、第三測(cè)試端13、第四測(cè)試端14以及待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)15，所述待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)15具有第一金屬端151、第二金屬端152，其中，所述第一測(cè)試端11、第三測(cè)試端13均與所述第一金屬端151相連接，所述第二測(cè)試端12、所述第四測(cè)試端14均與所述第二金屬端152相連接，在具體的測(cè)試過程中，所述一測(cè)試端11與所述第二測(cè)試端12兩端分別加一定的測(cè)試電壓，同時(shí)，通過所述第三測(cè)試端13與所述第四測(cè)試端14測(cè)試待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)15的電阻跳變的時(shí)間，記錄下跳變時(shí)間，推算出待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)15的壽命，其中，在具體的測(cè)試過程中，高密度的電流流經(jīng)所述待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)15時(shí)，會(huì)增加其焦耳熱，進(jìn)而導(dǎo)致失效，其熔斷的3～5ms后會(huì)出現(xiàn)短路，進(jìn)而探測(cè)卡片被損壞。

然而，現(xiàn)有的測(cè)試結(jié)構(gòu)存在如下問題：在測(cè)試過程中，由于等溫電遷移試驗(yàn)屬于斜坡測(cè)試，需要不斷的核查試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)探測(cè)卡片被燒壞時(shí)必須及時(shí)更換，不僅增加了試驗(yàn)的復(fù)雜程度，也增加了測(cè)試成本，因此，設(shè)計(jì)一種降低測(cè)試成本及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，并且不降低評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性的有效進(jìn)行等溫電遷移性能評(píng)估的測(cè)試結(jié)構(gòu)實(shí)屬必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的在電遷移測(cè)試中，由于探測(cè)卡片被燒壞時(shí)需要及時(shí)更換，而造成的增加試驗(yàn)復(fù)雜程度以及測(cè)試成本的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：

待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)，具有第一金屬端、第二金屬端；

測(cè)試端子，包括第一測(cè)試端、第二測(cè)試端、第三測(cè)試端、第四測(cè)試端；

測(cè)試保護(hù)單元，包括第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)二極管以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線；

其中，所述第一測(cè)試端經(jīng)由所述測(cè)試保護(hù)單元與所述第一金屬端相連接，所述第三測(cè)試端與所述第一金屬端相連接，所述第二測(cè)試端、所述第四測(cè)試端均與所述第二金屬端相連接；

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的所述多晶硅熔線一端與所述第一金屬端相連接，所述多晶硅熔線的另一端與所述二極管的負(fù)極相連接，所述二極管的正極與所述第一測(cè)試端相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)試保護(hù)單元還包括第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)與若干個(gè)所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)，其中，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)二極管以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線，所述多晶硅熔線一端與所述第一金屬端相連接，所述多晶硅熔線的另一端與所述二極管的正極相連接，所述二極管的負(fù)極與所述第一測(cè)試端相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的所述多晶硅熔線一端與所述第一金屬端相連接，所述多晶硅熔線另一端與所述二極管的正極相連接，所述二極管的負(fù)極與所述第一測(cè)試端相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)試保護(hù)單元還包括第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)與若干個(gè)所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)，其中，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)二極管以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線，所述多晶硅熔線一端與所述第一金屬端相連接，所述多晶硅熔線另一端與所述二極管的負(fù)極相連接，所述二極管的正極與所述第一測(cè)試端相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括若干通孔連線，

其中，所述第一測(cè)試端經(jīng)由所述測(cè)試保護(hù)單元通過所述通孔連線與所述第一金屬端相連接，所述第三測(cè)試端通過所述通孔連線與所述第一金屬端相連接，所述第二測(cè)試端、所述第四測(cè)試端通過所述通孔連線與所述第二金屬端相連接。

如上所述，本實(shí)用新型所提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，在具體操作過程中，具有如下有益效果：

1)可以在保證測(cè)試結(jié)果精確度的前提下防止探測(cè)卡片損壞，降低測(cè)試成本以及復(fù)雜性；

2)有效的進(jìn)行等溫電遷移性能評(píng)估；

3)電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)制造過程中不需要增加額外的掩膜層，制造工藝簡(jiǎn)單；

4)測(cè)試過程簡(jiǎn)單，不需其他硬件支持。

附圖說明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3顯示為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

11 第一測(cè)試端

12 第二測(cè)試端

13 第三測(cè)試端

14 第四測(cè)試端

15 待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)

151 第一金屬端

152 第二金屬端

21 第一測(cè)試端

22 第二測(cè)試端

23 第三測(cè)試端

24 第四測(cè)試端

25 待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)

251 第一金屬端

252 第二金屬端

26 通孔連線

31 第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)

311 二極管

312 多晶硅熔線

32 第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖2至圖3。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)25，具有第一金屬端251、第二金屬端252；測(cè)試端子，包括第一測(cè)試端21、第二測(cè)試端22、第三測(cè)試端23、第四測(cè)試端24；測(cè)試保護(hù)單元，包括第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31包括一個(gè)二極管311以及一個(gè)與所述二極管311串聯(lián)的多晶硅熔線312；其中，所述第一測(cè)試端與21第一電壓源相連接，所述第二測(cè)試端22與所述第二電壓源相連接，所述第一測(cè)試端21經(jīng)由所述測(cè)試保護(hù)單元與所述第一金屬端251相連接，所述第三測(cè)試端23與所述第一金屬端251相連接，所述第二測(cè)試端22、所述第四測(cè)試端24均與所述第二金屬端252相連接；

其中，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述二極管311為任意二極管，在此不做限制。

作為示例，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312的另一端與所述二極管311的負(fù)極相連接，所述二極管311的正極與所述第一測(cè)試端21相連接。

需要說明的是，上述示例在所述第一測(cè)試端21所接的所述第一電壓源的電壓值大于所述第二測(cè)試端22所接的第二電壓源的電壓值時(shí)工作，此時(shí)電流由所述第一測(cè)試端流向所述第二測(cè)試端，如圖2中箭頭方向所示。

作為示例，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31；圖2中以所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31的數(shù)量為兩個(gè)作為示例，但在實(shí)際示例中并不以此為限，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31的數(shù)量可以為一個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)。

其中，多個(gè)并聯(lián)的所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31可以使所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)適應(yīng)更大的電流值，即本實(shí)施例的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)可以適用不同大小的電流值，從而提高所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的適用廣泛性。

作為示例，所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括若干通孔連線26，其中，所述第一測(cè)試端21經(jīng)由所述測(cè)試保護(hù)單元通過所述通孔連線26與所述第一金屬端251相連接，所述第三測(cè)試端23通過所述通孔連線26與所述第一金屬端251相連接，所述第二測(cè)試端22、所述第四測(cè)試端24通過所述通孔連線26與所述第二金屬端252相連接。

在具體的操作過程中，在所述第一電壓源和第二電壓源兩端加一定的電壓值，則會(huì)在所述待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)25以及所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中產(chǎn)生一定的電流值，隨著測(cè)試的繼續(xù)，所述待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)位置打開，繼而出現(xiàn)短路，此時(shí)，所述多晶硅熔線312熔斷，其熔斷時(shí)間大約是在所述多晶硅熔線312兩端的電流值超過其額定值后的0.1～2μs，優(yōu)選地，所述時(shí)間為1～2μs，記錄電阻跳變所需要的時(shí)間，從而推算所述待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)25的壽命。

實(shí)施例二

如圖3所示，本實(shí)用新型還提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于：在實(shí)施例二中，所述測(cè)試保護(hù)單元還包括第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32與若干個(gè)所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31并聯(lián)，其中，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32包括一個(gè)二極管311以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線312，所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312的另一端與所述二極管311的正極相連接，所述二極管311的負(fù)極與所述第一測(cè)試端21相連接。

需要說明的是，本實(shí)施例增加了所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32，可以看出，其二極管的導(dǎo)通方向與所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31的導(dǎo)通方向相反，在所述第一測(cè)試端21所接的所述第一電壓源的電壓值小于所述第二測(cè)試端22所接的第二電壓源的電壓值時(shí)所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32工作，即電流從所述第二測(cè)試端22流向所述第一測(cè)試端21，從而使本實(shí)施例提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)可以適用不同方向的電流。

作為示例，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32。

需要說明的是，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31的數(shù)量與所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32的數(shù)量，根據(jù)所述第一電壓源與所述第二電壓源間的電壓值以及所述多晶硅熔線的預(yù)定值(譬如熔點(diǎn))確定。

本實(shí)施例中的所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)完全相同，具體請(qǐng)參閱實(shí)施例一，此處不再累述。

實(shí)施例三

本實(shí)用新型還提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于：在實(shí)施例一中，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312的另一端與所述二極管311的負(fù)極相連接，所述二極管311的正極與所述第一測(cè)試端21相連接；而本實(shí)施例中，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312另一端與所述二極管311的正極相連接，所述二極管311的負(fù)極與所述第一測(cè)試端21相連接。

作為示例，所述測(cè)試保護(hù)單元包括多個(gè)并聯(lián)的所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31。

本實(shí)施例中的所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)完全相同，具體請(qǐng)參閱實(shí)施例一，此處不再累述。

實(shí)施例四

本實(shí)用新型還提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于：在實(shí)施例二中，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312的另一端與所述二極管311的負(fù)極相連接，所述二極管311的正極與所述第一測(cè)試端21相連接，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32包括一個(gè)二極管311以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線312，所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312的另一端與所述二極管311的正極相連接，所述二極管311的負(fù)極與所述第一測(cè)試端21相連接；而本實(shí)施例中，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)31中的所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312另一端與所述二極管311的正極相連接，所述二極管311的負(fù)極與所述第一測(cè)試端21相連接，所述第二串聯(lián)結(jié)構(gòu)32包括一個(gè)二極管311以及一個(gè)與所述二極管311串聯(lián)的多晶硅熔線312，所述多晶硅熔線312一端與所述第一金屬端251相連接，所述多晶硅熔線312另一端與所述二極管311的負(fù)極相連接，所述二極管311的正極與所述第一測(cè)試端21相連接。

本實(shí)施例中的所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二中所述的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)完全相同，具體請(qǐng)參閱實(shí)施例二，此處不再累述。

綜上所述，本實(shí)用新型提供一種電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：待測(cè)金屬結(jié)構(gòu)，具有第一金屬端、第二金屬端；測(cè)試端子，包括第一測(cè)試端、第二測(cè)試端、第三測(cè)試端、第四測(cè)試端；測(cè)試保護(hù)單元，包括第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述第一串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)二極管以及一個(gè)與所述二極管串聯(lián)的多晶硅熔線；其中，所述第一測(cè)試端經(jīng)由所述測(cè)試保護(hù)單元與所述第一金屬端相連接，所述第三測(cè)試端與所述第一金屬端相連接，所述第二測(cè)試端、所述第四測(cè)試端均與所述第二金屬端相連接。通過上述方案的實(shí)施，克服了在電遷移測(cè)試中，由于探測(cè)卡片被燒壞時(shí)需要及時(shí)更換，而造成的增加試驗(yàn)復(fù)雜程度以及測(cè)試成本的問題，本實(shí)用新型提供的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)降低了測(cè)試成本以及復(fù)雜性，但不降低測(cè)試結(jié)果的精確度；可以有效的進(jìn)行等溫電遷移性能評(píng)估；并且在電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)制造過程中不需要增加額外的掩膜層，制造工藝簡(jiǎn)單；測(cè)試過程簡(jiǎn)單，不需其他硬件支持。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。