专利名称:半导体器件p2id和sm的测试结构的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种半导体器件的测试结构,尤其是一种半导体器件P2ID和SM的测 试结构。
背景技术:
在较为先进的半导体制程中(《0. 25 m工艺),随着器件最小特征尺寸的不断縮 小以及工艺的改变,诸如层间介质膜等,针对P2ID(用于监控半导体工艺过程中可靠性相 关的等离子体损伤,Process Induced PlasmaDamage)禾口 SM(介质层应力迁移损伤,Stress Induced Migration)两方面的评估和监控是工艺可靠性十分重要的课题。用于P2ID测试 的测试结构,其基本单位由一个场效应晶体管(MOSFET)和一个用于收集工艺过程中产生 的相关等离子体的金属天线,天线形状为梳状设计,如图1和图2所示,不同工艺层次的天 线可收集不同工艺步骤和工艺层次过程中产生的等离子体。这种P2ID测试结构的梳状天 线不但占用芯片面积较大,而且不能够放置在狭窄的划片槽内(《80iim)。而用于SM测试 的图形的基本构成由一个可用于两端法测试的电阻构成,通过对测试图形电阻值的测试得 到对应的介质层的应力损伤的信息。但是,现有技术中,P2ID的测试结构与SM测试结构是 分开的,并且SM测试结构需要相当长度的测试图形,用于SM测试的图形的基本构成由一个 长度大于5000 m的可用于两端法测试的电阻构成,不同层次的金属天线可收集对应介质 层的应力损伤。P2ID和SM的测试结构由于都需要包含不同层次的结构,因此会总的测试结 构数量大,占用测试面积也大。使用上很不方便,并且成本也很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体器件P2ID和SM的测试结构,能够 大大縮小P2ID测试和SM测试所占用的芯片面积,从而降低测试的成本。
为解决上述技术问题,本发明半导体器件P2ID和SM的测试结构的技术方案是,包 括依次排列的多个接触测试衬垫,测试衬垫1连接一个第一场效应晶体管的衬底端,测试 衬垫2连接所述第一场效应晶体管的源极或漏极,测试衬垫3连接所述第一场效应晶体管 的漏极或源极,测试衬垫4连接所述第一场效应晶体管的栅极,所述测试衬垫4通过一个第 一金属天线连接到测试衬垫8 ;测试衬垫12连接一个第二场效应晶体管的衬底端,测试衬 垫11连接所述第二场效应晶体管的漏极或源极,测试衬垫10连接所述第二场效应晶体管 的源极或漏极,测试衬垫9连接所述第二场效应晶体管的栅极,所述测试衬垫9通过一个第 二金属天线连接到测试衬垫5,所述第一金属天线和第二金属天线为蛇形,在所述测试衬垫 5与所述测试衬垫8之间,第一金属天线和第二金属天线相互重叠。 本发明通过将P2ID的测试结构和SM的测试结构集成在一起,大大减小了两种测 试结构占用芯片的面积,且同一平面实现不同空间的重复利用,从而降低了器件测试的成 本。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明
图1为现有的P2ID测试结构的示意图;
图2为图1中A部分的示意图; 图3为本发明半导体器件P2ID和SM的测试结构的示意图。
具体实施例方式
本发明公开了一种半导体器件P2ID和SM的测试结构,如图3所示,包括依次排列 的多个接触测试衬垫,测试衬垫1 (PAD)连接一个第一场效应晶体管13的衬底端,测试衬垫 2连接所述第一场效应晶体管13的源极或漏极,测试衬垫3连接所述第一场效应晶体管13 的漏极或源极,测试衬垫4连接所述第一场效应晶体管13的栅极,所述测试衬垫4通过一 个第一金属天线15连接到测试衬垫8 ;测试衬垫12连接一个第二场效应晶体管14的衬底 端,测试衬垫11连接所述第二场效应晶体管14的漏极或源极,测试衬垫10连接所述第二 场效应晶体管14的源极或漏极,测试衬垫9连接所述第二场效应晶体管14的栅极,所述测 试衬垫9通过一个第二金属天线16连接到测试衬垫5,所述第一金属天线15和第二金属天 线16为蛇形,在所述测试衬垫5与所述测试衬垫8之间,第一金属天线15和第二金属天线 16相互重叠。 图3所示的实施例中,还包括一些悬空的测试衬垫,如图2中的测试衬垫5和8,所 述第一金属天线和所述第二金属天线可以绕过这些测试衬垫。 如图3所示,第一金属天线15与第一场效应晶体管13连接作为一个P2ID测试结 构17,而第二金属天线16与第二场效应管14连接作为另一个P2ID测试结构18,同时这两 个测试结构17和18也作为SM测试结构。 所述场效应晶体管的栅极并联有保护二极管。图3中,第一场效应晶体管13的栅 极连接有保护二极管19,第二场效应晶体管14的栅极连接有保护二极管20。对于NM0S,保 护二极管为栅极电极并联一个P/N结二极管,对于PMOS,保护二极管为栅极电极并联一个 N/P结二极管。场效应晶体管的栅极并联的反偏的PN结会在栅极上有大电流流过的情况下 实现该保护二极管反向开启,从而将大电流从该反偏的PN结导走,不会损伤栅氧化层。假 如天线为第Metal (n)层,则将保护二极管和栅极电极连在一起的连接线为第Metal (n+l) 层。譬如,天线为Metal-l,则连接保护二极管的为Metal-2层。 进行P2ID测试即是通过测试栅极连接天线的晶体管的相关参数来进行评估的; 测试SM是通过对蛇形的天线电阻进行两端法测试进行的,即测试连线两端各有的测试 PAD,进行相关测试。 本发明半导体器件P2ID和SM的测试结构采用蛇形结构的金属天线,能够灵活控 制天线的走线形状,可以根据需要将天线放置于划片槽内进行监控测试。通过两端法引出, 如图2中,将测试衬垫4和8引出或者将测试衬垫5和9引出,便可以同时利用蛇形的金属 天线进行工艺SM相关的测试要求。利用在同一平面内由于具有空间的差异,可以在同一平 面内堆叠不同层次的金属天线,这样可以实现同一个测试面积的重复使用,大大节省了芯 片面积。
权利要求
一种半导体器件P2ID和SM的测试结构,其特征在于,包括依次排列的多个接触测试衬垫,测试衬垫(1)连接一个第一场效应晶体管的衬底端,测试衬垫(2)连接所述第一场效应晶体管的源极或漏极,测试衬垫(3)连接所述第一场效应晶体管的漏极或源极,测试衬垫(4)连接所述第一场效应晶体管的栅极,所述测试衬垫(4)通过一个第一金属天线连接到测试衬垫(8);测试衬垫(12)连接一个第二场效应晶体管的衬底端,测试衬垫(11)连接所述第二场效应晶体管的漏极或源极,测试衬垫(10)连接所述第二场效应晶体管的源极或漏极,测试衬垫(9)连接所述第二场效应晶体管的栅极,所述测试衬垫(9)通过一个第二金属天线连接到测试衬垫(5),所述第一金属天线和第二金属天线为蛇形,在所述测试衬垫(5)与所述测试衬垫(8)之间的芯片区域,第一金属天线和第二金属天线可相互重叠。
2. 根据权利要求1所述的半导体器件P2ID和SM的测试结构,其特征在于,所述场效应 晶体管的栅极还并联有保护二极管。
全文摘要
本发明公开了一种半导体器件P2ID和SM的测试结构,包括依次排列的多个接触测试衬垫,其中测试衬垫(4)通过一个第一金属天线连接到测试衬垫(8);测试衬垫(9)通过一个第二金属天线连接到测试衬垫(5),所述第一金属天线和第二金属天线为蛇形,在所述测试衬垫(5)与所述测试衬垫(8)之间,第一金属天线和第二金属天线相互重叠。本发明通过将P2ID的测试结构和SM的测试结构集成在一起,且同一平面实现不同空间的重复利用,大大减小了两种测试结构占用芯片的面积,从而降低了器件测试的成本。
文档编号H01L23/544GK101752345SQ20081004412
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者刘玉伟, 卜皎, 张会锐, 曹刚 申请人:上海华虹Nec电子有限公司