金氧半场效晶体管mosfet的漏电位置检测方法
【专利摘要】本发明提供一种金氧半场效晶体管MOSFET的漏电位置检测方法。基于本发明提供的方法通过简单的电路连接，用探针测试就可以锁定漏电位置；通过本发明的方法能够提高漏电失效分析效率，降低漏电分析成本，而且漏电位置定位准确。
【专利说明】金氧半场效晶体管MOSFET的漏电位置检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术，尤其涉及一种金氧半场效晶体管MOSFET的漏电位置检 测方法。
【背景技术】
[0002] 金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，M0SFET)是一种可以广泛使用 在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
[0003] 现有技术中进行MOSFET漏电失效定位的技术包括例如红外热像、液晶、电子束探 针等。但是IC(即集成电路是采用半导体制作工艺）进入深亚微米时代后，上述方法的性 能逐渐成为瓶颈，难以对微区域的缺陷进行比较精确的定位，使得针对IC中缺陷的定位和 失效的认定变得愈加困难。上述的红外热像、液晶、电子束探针等漏电分析设备不是所有的 芯片制造工厂都有，而且用这些设备做漏电分析成本很高。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种金氧半场效晶体管MOSFET的漏电位置检测方法，该方法适用于 对MOSFET的漏电位置进行定位，所述MOSFET包括衬底、所述衬底上设置有漏极、源极、栅极 以及衬底电极；该方法包括：
[0005] 对漏极、源极、栅极以及衬底电极进行电线连接，形成Bvd/sgt测试结构；所述 Bvd/sgt测试结构中所述源极、所述栅极以及所述衬底电极共同接地；向所述漏极施加测 试电压，在所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述漏极的电流是否达到预设电流值， 以获得第一检测结果；
[0006] 对漏极、源极、栅极以及衬底电极进行电线连接，形成Bvds/gt测试结构；所述 Bvds/gt测试结构中所述栅极和所述衬底电极共同接地，所述漏极和所述源极短接；向所 述漏极和所述源极施加测试电压，在所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述漏极和 所述源极的电流是否达到预设电流值，以获得第二检测结果；
[0007] 对漏极、源极、栅极以及衬底电极进行电线连接，形成Bvt/sdg测试结构；所述 Bvt/sdg测试结构中所述源极、所述栅极以及所述漏极共同接地；向所述衬底电极施加测 试电压，在所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述衬底电极的电流是否达到预设电 流值，以获得第三检测结果；
[0008] 根据所述第一检测结果、所述第二检测结果和所述第三检测结果，对所述MOSFET 的漏电位置进行定位。
[0009] 如上所述的方法，其中，所述根据所述第一检测结果、所述第二检测结果和所述第 三检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括：
[0010] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经所述衬底 电极的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述漏极之间；
[0011] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测 结果为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经所述 衬底电极的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述源极之间；
[0012] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测 结果为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经所述 衬底电极的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述源极和所述衬底电极之间；
[0013] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经所述衬底 电极的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述漏极和所述衬底电极之间；
[0014] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流没有达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经所述 衬底电极的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述源极和所述漏极之间；
[0015] 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测 结果为流经所述漏极和所述源极的电流没有达到预设电流值，且所述第三检测结果为流经 所述衬底电极的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述衬底电极之 间。
[0016] 如上所述的方法，其中，所述预设电流值为IyA。
[0017] 本发明提供的MOSFET的漏电位置检测方法，通过简单的电路连接，用探针测试就 可以锁定漏电位置；通过本发明的方法能够提高漏电失效分析效率，降低漏电分析成本，而 且漏电位置定位准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例进行漏电检测的MOSFET的结构示意图；
[0019] 图2为本发明实施例中Bvd/sgt测试结构电路示意图；
[0020] 图3为本发明实施例中Bvds/gt测试结构电路示意图；
[0021] 图4为本发明实施例中Bvt/sdg测试结构电路示意图。
【具体实施方式】
[0022] 图1为本发明实施例进行漏电检测的MOSFET的结构示意图，如图1所示，该 MOSFET包括衬底PTUB，衬底PTUB上设置有栅极G、漏极D、源极S以及衬底电极P+。本发明 提供的漏电位置检测方法便是用于对如图1所示的MOSFET的漏电位置进行定位。
[0023] 在芯片测试时一般可以分为两种测试方式：一种是施加电压测试电流；另一种是 施加电流测试电压。由于本发明要确定漏电流，因此采用第一种方法即施加电压测试电流 来定位漏电位置。
[0024] 通常单管的击穿电压就是在漏极上加一个反向电压，一开始当漏极上的电压还没 有达到击穿电压时，源漏电流很小。当电压达到击穿电压时，源漏之间的电流会突然增大， 达到微安级甚至更高。这个时候漏极上加的电压就是击穿电压。本发明中判断达到击穿电 压的条件一般是IUA电流，即本发明可以将IyA作为预设电流值来获得判断结果。
[0025] 本发明具体是通过将如图1的MOSFET进行电路连接，分别组成Bvd/sgt测试结 构、Bvds/gt测试结构以及Bvt/sdg测试结构，并且基于上述三种结构进行测试，获得三个 测试结果，并根据获得三个测试结果来判断漏电位置。此处应该说明的是上述三种测试结 构的连接和测试并不分先后，测试顺序不会影响最后的判断结果。
[0026] 以下结合附图对本发明提供的方法进行详细说明。图2为本发明实施例中Bvd/ sgt测试结构电路示意图，图3为本发明实施例中Bvds/gt测试结构电路示意图，图4为本 发明实施例中Bvt/sdg测试结构电路示意图。
[0027] 首先，如图2所示，对漏极D、源极S、栅极G以及衬底电极P+进行电线连接，形成 Bvd/sgt测试结构；该Bvd/sgt测试结构中源极S、栅极G以及衬底电极P+共同接地；向漏 极D施加测试电压（电压源未示出），在测试电压逐渐增大的过程，检测流经漏极的电流是否 达到预设电流值例如IUA，以获得第一检测结果。本发明可以在电压源与漏极之间设置一 个电流表，来观察流经漏极的电流的变化。其中，所述第一检测结果可以理解为流经漏极D 的电流是否达到IuA。
[0028] 然后，如图3所示，对漏极D、源极S、栅极G以及衬底电极P+进行电线连接，形成 Bvds/gt测试结构；该Bvds/gt测试结构中栅极S和衬底电极P+共同接地，漏极D和源极S 短接；向漏极D和源极S施加测试电压，在测试电压逐渐增大的过程，检测流经漏极D和源 极S的电流是否达到预设电流值例如IyA，以获得第二检测结果。本发明可以在电压源与 漏极和源极之间设置一个电流表，来观察流经漏极和源极的电流的变化。其中，所述第二检 测结果可以理解为流经漏极D和源极S的电流是否达到IyA。
[0029] 然后，如图4所示，对漏极D、源极S、栅极G以及衬底电极P+进行电线连接，形成 Bvt/sdg测试结构；该Bvt/sdg测试结构中源极S、栅极G以及漏极D共同接地；向衬底电极 P+施加测试电压，在测试电压逐渐增大的过程，检测流经衬底电极P+的电流是否达到预设 电流值例如IUA，以获得第三检测结果。本发明可以在电压源与衬底电极之间设置一个电 流表，来观察流经衬底电极的电流的变化。其中，所述第三检测结果可以理解为流经衬底电 极P+的电流是否达到IUA。
[0030] 最后，根据上述获得第一检测结果、第二检测结果和第三检测结果，对MOSFET的 漏电位置进行定位，具体包括：
[0031] 若第一检测结果为流经漏极的电流达到预设电流值，第二检测结果为流经漏极和 源极的电流达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流没有达到预设电流 值，则获知漏电位置位于栅极和漏极之间；
[0032] 若第一检测结果为流经漏极的电流没有达到预设电流值，第二检测结果为流经漏 极和源极的电流达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流没有达到预设电 流值，则获知漏电位置位于栅极和源极之间；
[0033] 若第一检测结果为流经漏极的电流没有达到预设电流值，第二检测结果为流经漏 极和源极的电流达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流达到预设电流 值，则获知漏电位置位于源极和衬底电极之间；
[0034] 若第一检测结果为流经漏极的电流达到预设电流值，第二检测结果为流经漏极和 源极的电流达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流达到预设电流值，则 获知漏电位置位于漏极和衬底电极之间；
[0035] 若第一检测结果为流经漏极的电流达到预设电流值，第二检测结果为流经漏极和 源极的电流没有达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流没有达到预设电 流值，则获知漏电位置位于源极和漏极之间；
[0036] 若第一检测结果为流经漏极的电流没有达到预设电流值，第二检测结果为流经漏 极和源极的电流没有达到预设电流值，且第三检测结果为流经衬底电极的电流达到预设电 流值，则获知漏电位置位于栅极和衬底电极之间。
[0037] 为了便于理解，可以将第一检测结果、第二检测结果和第三检测结果填入表1，以 "X"表示电流达到IyA，表示电流没有达到IyA，"G_D"表示漏电位置在栅极G和漏极 D之间。由表1可见所有MOSFET相应位置的漏电都可以通过本发明提供的检测方法准确定 位，从而明确是哪里漏电失效。
[0038] 表 1
[0039]
【权利要求】
1. 一种金氧半场效晶体管MOSFET的漏电位置检测方法，适用于对MOSFET的漏电位置 进行定位，所述M0SFET包括衬底、所述衬底上设置有漏极、源极、栅极W及衬底电极；其特 征在于，所述方法包括： 对漏极、源极、栅极W及衬底电极进行电线连接，形成Bvd/sgt测试结构；所述Bvd/sgt 测试结构中所述源极、所述栅极W及所述衬底电极共同接地；向所述漏极施加测试电压，在 所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述漏极的电流是否达到预设电流值，W获得第 一检测结果； 对漏极、源极、栅极W及衬底电极进行电线连接，形成Bvds/gt测试结构；所述Bvds/gt 测试结构中所述栅极和所述衬底电极共同接地，所述漏极和所述源极短接；向所述漏极和 所述源极施加测试电压，在所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述漏极和所述源极 的电流是否达到预设电流值，W获得第二检测结果； 对漏极、源极、栅极W及衬底电极进行电线连接，形成Bvt/sdg测试结构；所述Bvt/sdg 测试结构中所述源极、所述栅极W及所述漏极共同接地；向所述衬底电极施加测试电压，在 所述测试电压逐渐增大的过程，检测流经所述衬底电极的电流是否达到预设电流值，W获 得第H检测结果； 根据所述第一检测结果、所述第二检测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏 电位置进行定位。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果为流 经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述衬底电极 的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述漏极之间。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述M0S阳T的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述衬底 电极的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述源极之间。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述衬底 电极的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述源极和所述衬底电极之间。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果为流 经所述漏极和所述源极的电流达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述衬底电极 的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述漏极和所述衬底电极之间。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流达到预设电流值，所述第二检测结果为流 经所述漏极和所述源极的电流没有达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述衬底 电极的电流没有达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述源极和所述漏极之间。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检 测结果和所述第H检测结果，对所述MOSFET的漏电位置进行定位包括： 若所述第一检测结果为流经所述漏极的电流没有达到预设电流值，所述第二检测结果 为流经所述漏极和所述源极的电流没有达到预设电流值，且所述第H检测结果为流经所述 衬底电极的电流达到预设电流值，则获知漏电位置位于所述栅极和所述衬底电极之间。
8. 根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述预设电流值为1 y A。
【文档编号】G01R31/26GK104345259SQ201310343940
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】崔金洪 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司