半导体器件及检测半导体器件损坏的方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及半导体器件并特别涉及包括膜结构的半导体器件及检测半导体器件膜结构损坏的方法。
【背景技术】
[0002]对于包括膜结构的半导体器件，如例如对于集成压力传感器，一个主要的产量和可靠性风险是膜结构的裂缝。对检测这些裂缝用尽了一定的努力。例如，可通过光学检测来联机检测这些裂缝。可能期望提供具有更舒适的裂缝检测的半导体器件。
【发明内容】
[0003]一些实施例涉及包括可移动结构的微机电器件。该可移动结构包括测试结构，如果可移动结构被损坏，则该测试结构改变电特性。
[0004]一些实施例涉及半导体器件。该半导体器件包括布置在半导体衬底的至少一部分和膜结构之间的腔。膜结构包括电测试结构，如果膜结构被损坏，则该电测试结构改变电特性。
[0005]一些实施例涉及监测半导体器件损坏的方法。该半导体器件包括布置在半导体衬底的至少一部分和膜结构之间的腔。该膜结构包括电测试结构。该方法包括如果膜结构被损坏，则检测电测试结构的电特性的改变。
【附图说明】
[0006]下面，将仅通过示例的方式，并且参考附图，描述装置和/或方法的一些实施例，在所述附图中:
[0007]图1示出半导体器件的截面示意图；
[0008]图2a和2b示出半导体器件的截面示意图；
[0009]图3示出半导体器件的截面示意图；
[0010]图4示出半导体器件的截面示意图；
[0011]图5a示出半导体器件的截面示意图；
[0012]图5b示出膜结构的截面；
[0013]图6示出检测半导体器件损坏的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]现在，将参考其中图示了一些示例实施例的附图更全面描述各种示例实施例。在图中，为了清楚起见可放大线、层和/或区域的厚度。
[0015]相应地，虽然示例实施例能够有各种修改和替换形式，但是其实施例通过图中示例的方式示出，并将在这里详细描述。应该理解，并不意图将示例实施例限制为公开的特别形式，而相反地，示例实施例将覆盖落入到公开范围内的所有修改、等效和替换。在整个图的描述中相同的数字指代相同或类似的元件。
[0016]将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以是直接连接或耦合到另一元件或可存在中间元件。相反地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，则没有中间元件存在。用于描述元件之间关系的其他词语应该以类似的方式来解释(例如“在......之间”对“直接在......之间”，“邻近”对“直接邻近”等)。
[0017]在这里使用的术语用于仅描述特别的实施例的目的而不意图是对示例实施例进行限制。如在这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”意图还包括复数形式，除非上下文另有明确的指示。还将进一步理解术语“包括”，“包括有”，“包含”和/或“包含有”当在这里使用时指定所陈述的特征、整数、动作、操作、元件和或部件的存在，并不排除一个或多个其他特征、整数、动作、操作、元件、部件和/或其组成的组的存在或添加。
[0018]除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有与示例实施例所属的领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将进一步理解例如在通常使用的字典中限定的那些术语的术语应该被解释为具有与在相关领域上下文中他们的含义一致的含义，并且将不以理想化的或过度正式的意义来解释，除非在这里明确限定。
[0019]一些实施例涉及包括可移动结构的微机电器件。该可移动结构包括测试结构，如果可移动结构被损坏，则测试结构改变电特性。
[0020]通过将测试结构集成到可移动结构，可移动结构的损坏可以是容易可检测的。而且，损坏的检测独立于可移动结构的主要功能(例如压力或加速度测量或提供麦克风或执行器功能)可以是可能的。
[0021]损坏可以是任何不期望的可移动结构的改变或变更。例如，损坏可由在可移动结构内或穿过可移动结构的即将来临的或现有的裂缝，或干扰可移动结构的制造的不期望的粒子而引起。
[0022]这样的损坏可通过连接至可移动结构的缺陷检测电路而是可检测的。例如，缺陷检测电路可测量测试结构的电特性或可检测测试结构的电特性的改变，并且可比较测量的值或检测的改变与预先限定的上或下阈值。可选地，缺陷检测电路可指示(例如通过生成缺陷检测信号)在上限之上的增加或下限之下的降低。
[0023]即将来临的或现有的损坏在微机电器件的制造、组装和/或操作期间可以是可检测的。
[0024]可移动结构可以是由微机电器件使用的任何可移动元件。例如，可移动结构可以是悬臂、桥梁或膜结构。可移动结构可由于外力(例如变化的压力或加速度)而变形。换言之，与支撑可移动结构的微机电器件的一部分相比，可移动结构的至少一部分可以是可移动的或重复可变形的。
[0025]微机电器件可包括布置在衬底的至少一部分和可移动结构之间的腔。可替换地，例如，可移动结构可以是衬底的一部分并且该衬底可包括在可移动结构后面或下面的穿过衬底的孔，其为可移动结构的移动提供足够的空间。
[0026]衬底例如可以是半导体衬底，玻璃衬底或熔融石英衬底。
[0027]在下面示出了进一步的示例。这些示例涉及微机电器件，其是包括具有膜结构的半导体衬底的半导体器件。然而，下述的细节或方面也可适用于上述示例(例如其它衬底或其它可移动结构)。
[0028]图1示出根据示例的半导体器件100的截面示意图。半导体器件100包括半导体衬底120。半导体器件100包括膜结构130。半导体器件100包括布置在半导体衬底120的至少一部分和膜结构130之间的腔110。膜结构130包括电测试结构140。万一膜结构130例如由于膜结构中的裂缝而被损坏，电测试结构140的电特性(例如漏电流、电阻或击穿电压、隧道电流)由于损坏的膜结构130而改变。
[0029]腔110例如可被形成在半导体衬底120的主表面的顶部上或邻近于半导体衬底120的主表面。半导体衬底120的主表面可以是朝向半导体衬底的顶部上的金属层、绝缘层或钝化层的器件的半导体表面。与半导体衬底120的基本垂直边缘(例如由从其它半导体管芯分离半导体管芯产生)比较，半导体衬底120的主表面可以是横向延伸的基本水平表面。
[0030]腔110例如还可以至少部分在半导体衬底120内或上。例如腔110可被形成在半导体衬底120上。例如膜结构130可被布置在半导体衬底120上方。膜结构130的至少一部分例如可被设置在离半导体衬底120—距离处以形成腔110。可替换地，腔110可被布置在半导体衬底120内并且保留在腔上方的半导体衬底120的一部分可形成膜结构130的膜层(微机电元件)。
[0031]半导体器件的半导体衬底120例如可以是硅基半导体衬底、碳化硅基半导体衬底、砷化镓基半导体衬底或氮化镓基半导体衬底。半导体衬底120例如可以是单晶硅衬底、多晶娃衬底、非晶娃衬底或微晶娃衬底。此外，半导体衬底120例如可以是N型半导体衬底或P型半导体衬底。
[0032]膜结构130例如可以是微机电系统(MEMS)结构。膜结构130至少可包括是电测试结构140的一部分或承载电测试结构140的膜层(微机电元件)131。响应于所施加的力，膜层131可以是移动的。膜结构130例如可以被夹在半导体衬底120或周围层(例如金属层)的一个或多个边缘处以便形成悬挂于腔110上方的结构。例如，在膜结构130和半导体衬底120之间的空间形成腔110。膜结构130可包括在两横向方向上比在垂直方向上显著大的尺寸(例如大于2倍、大于5倍或大于10倍)。
[0033]因为膜结构130包括电测试结构140，所以如例如膜结构130中的裂缝的损坏可在制造的任何阶段中和在现场寿命的任何阶段处被检测到。电测试结构140例如可以是膜结构130上和/或中的功能结构，或至少可以在膜结构130的一部分中。膜结构130 (例如膜层131)的损坏可用电测试结构140检测。
[0034]例如，电测试结构140可以是或包括膜结构130的导电