一种离子注入能量测试结构及测试方法、电子装置与流程

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种离子注入能量测试结构及测试方法、电子装置。

背景技术：

近年来半导体制程技术突飞猛进，目前产品讲求轻薄短小，ic体积越来越小、功能越来越强、脚数越来越多，为了降低芯片封装所占的面积与改善ic效能，现阶段覆晶(flipchip)方式封装普遍被应用于绘图芯片、芯片组、存储器及cpu等。上述高阶封装方式单价高昂，如果能在封装前进行芯片测试，发现有不良品存在晶圆当中，即进行标记，直到后段封装制程前将这些标记的不良品舍弃，可省下不必要的封装成本。

目前工艺有一种常用的方法为晶圆可接受测试(waferacceptancetest，wat)，所述wat方法是针对专门测试图形(testkey)进行测试通过电参数来控制各步工艺是否正常和稳定。在切割道上设置各种电参数测试结构，例如各种晶体管图案、电阻测试图案、漏电流/击穿测试图案，以决定晶圆是否经历正常的工艺。

在晶片的制备过程中离子注入工艺的使用越来越多，离子注入剂量以及注入能量直接影响器件的可靠性和电参数。

目前有很多测试结构可以监控注入剂量，但是没有结构能够监控注入能量。如果注入能量在注入过程中发生偏移，性能差或者失效的晶圆不能在wat测试中被察觉，从而直接发送给客户。

因此，目前需要对目前所述测试结构做进一步的改进，以便消除上述问题。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明提供了一种离子注入能量测试结构，所述测试结构包括：

半导体衬底，具有第一导电类型；

第二注入区域，位于所述半导体衬底中，具有第二导电类型；

第一注入区域，位于所述第二注入区域中，具有第一导电类型；

其中，所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，所述第一注入区域上施加有应力电流。

可选地，所述第二注入区域的顶部与所述第一注入区域的顶部平齐，并且所述第一注入区域顶部以下的部分被所述第二注入区域包围。

可选地，所述第二注入区域的顶部与所述半导体衬底的顶部平齐，并且所述第二注入区域顶部以下的部分被所述半导体衬底包围。

可选地，所述测试结构包括第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘；

其中，所述第一焊盘的一端电连接至所述第一注入区域，所述第一焊盘的另一端上施加有所述应力电流；

所述第二焊盘的一端电连接至所述第二注入区域，所述第二焊盘的另一端电连接至所述接地端；

所述第三焊盘的一端电连接至所述半导体衬底，所述第三焊盘的另一端电连接至所述接地端。

可选地，所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型。

可选地，所述测试结构还包括基准结，所述基准结的注入能量为基准能量并且所述基准结具有基准电阻。

本发明还提供了一种上述测试结构的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，并在所述第一注入区域上施加应力电流；

测试所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻，并根据所述电阻分析离子注入能量。

可选地，当所述电阻大于基准电阻时，所述结远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量大于基准能量。

可选地，当所述电阻小于基准电阻时，所述结靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量小于基准能量。

可选地，所述电阻的测试方法包括：

测试所述第二离子注入区域上的电压，根据所述电压和所述应力电流计算所述电阻。

本发明还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述的测试结构。

本发明还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述的测试结构。

本发明再一方面提供一种电子装置，包括前述的测试结构。

为了解决目前工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种离子注入能量的测试结构，所述能量测试结构包括第一注入区域和第二注入区域，所述第一注入区域小于所述第二注入区域，以形成结，然后在所述第一注入区域上施加电流，并测量所述第二注入区域上的电压，通过所述电流和电压来计算所述结的电阻，通过所述电阻分析所述第一注入区域的注入能量和剂量。通过所述测试结构可以监控离子注入的能量，以将wat测试中在线捕获异常的晶圆，减小晶圆的异常风险，进一步提高半导体器件的性能和良率。

本发明的测试结构，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本发明的电子装置，由于采用了上述测试结构，因而同样具有上述优点。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了本发明所述测试结构的测试方法的流程图；

图2示出了本发明所述测试结构的结构示意图；

图3示出了根据本发明一实施方式的电子装置的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

为了解决目前工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种离子注入能量的测试结构，所述测试结构包括：

半导体衬底，具有第一导电类型；

第二注入区域，位于所述半导体衬底中，具有第二导电类型；

第一注入区域，位于所述第二注入区域中，具有第一导电类型；

其中，所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，所述第一注入区域上施加有应力电流。

其中，所述第一注入区域的面积小于所述第二注入区域的面积，例如，所述第二注入区域与所述第一注入区域的顶部平齐，并且所述第一注入区域顶部以下的部分被所述第二注入区域完全包围。

其中，所述第二注入区域与所述半导体衬底的顶部平齐，并且所述第二注入区域顶部以下的部分被所述半导体衬底完全包围。

其中，所述测试结构还包括基准结，所述基准结的注入能量为基准能量并且所述基准结具有基准电阻。

可选地，所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型。

即所述第一注入区域为p型离子注入区域，所述第二离子注入区域为n型离子注入区域，所述半导体衬底为p型半导体衬底，但是所述实施例仅仅为示例性的。

或者所述第一注入区域为n型离子注入区域，所述第二离子注入区域为p型离子注入区域，所述半导体衬底为n型半导体衬底，但是所述实施例仅仅为示例性的。

在所述测试结构中将所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，并在所述第一注入区域上施加应力电流；

测试所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻，并根据所述电阻分析离子注入能量。

当所述电阻大于基准电阻时，所述结远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量大于基准能量。

当所述电阻小于基准电阻时，所述结靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量小于基准能量。

其中，测试所述第二离子注入区域上的电压，根据所述电压和所述应力电流计算所述电阻，用所述电压除以所述应力电流即可得到所述电阻。

为了解决目前工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种离子注入能量的测试结构，所述能量测试结构包括第一注入区域和第二注入区域，所述第一注入区域小于所述第二注入区域，以形成结，然后在所述第一注入区域上施加电流，并测量所述第二注入区域上的电压，通过所述电流和电压来计算所述结的电阻，通过所述电阻分析所述第一注入区域的注入能量和剂量。通过所述测试结构可以监控离子注入的能量，以将wat测试中在线捕获异常的晶圆，减小晶圆的异常风险，进一步提高半导体器件的性能和良率。

本发明的测试结构，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本发明的电子装置，由于采用了上述测试结构，因而同样具有上述优点。

实施例一

下面参考附图对本发明的测试结构的做详细描述，图2示出了本发明所述测试结构的结构示意图。

下面，对本发明的测试结构做详细的说明。

如图2所示，本发明所述测试结构包括：

半导体衬底201，具有第一导电类型；

第二注入区域202，位于所述半导体衬底中，具有第二导电类型；

第一注入区域203，位于所述第二掺杂区域中，具有第一导电类型；

其中，所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，所述第一注入区域上施加有应力电流。

所述半导体衬底201可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(soi)、绝缘体上层叠硅(ssoi)、绝缘体上层叠锗化硅(s-sigeoi)、绝缘体上锗化硅(sigeoi)以及绝缘体上锗(geoi)等。

在所述半导体衬底上还可以形成有其他有源器件、无源器件以及集成器件等。

所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂，例如为p型掺杂，当然也可以为n型掺杂，下面以p型掺杂为示例进行说明。

其中，所述p型衬底的掺杂剂量较小，掺杂深度较大，以完全包围所述第一注入区域203和所述第二注入区域202。

其中，所述第一注入区域的面积小于所述第二注入区域的面积，例如，所述第二注入区域与所述第一注入区域的顶部平齐，并且所述第一注入区域顶部以下的部分被所述第二注入区域完全包围。

其中，所述第二注入区域的面积小于所述半导体衬底面积，例如所述第二注入区域与所述半导体衬底的顶部平齐，并且所述第二注入区域顶部以下的部分被所述半导体衬底完全包围。

可选地，所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型。

即所述第一注入区域为p型注入区域，所述第二离子注入区域为n型注入区域，所述半导体衬底为p型半导体衬底，但是所述实施例仅仅为示例性的。

或者所述第一注入区域为n型注入区域，所述第二离子注入区域为p型注入区域，所述半导体衬底为n型半导体衬底，但是所述实施例仅仅为示例性的。

其中，所述测试结构还包括基准结，所述基准结的注入能量为基准能量并且所述基准结具有基准电阻。

其中，所述基准结作为参照，用于评价所述离子注入能量的大小。

由于所述第二注入区域中离子注入能量不同，使得所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度不同，当所述第二注入区域中离子注入能量大于基准注入能量，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度较大，远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻大于基准电阻。

同理，当所述第二注入区域中离子注入能量小于基准注入能量，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度较小，靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻小于基准电阻。

因此可以通过测量所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻来评价所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度，进而分析所述第二注入区域中离子注入能量。

具体地，在所述测试结构中将所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，并在所述第一注入区域上施加应力电流；

测试所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻，并根据所述电阻分析离子注入能量。

当所述电阻大于基准电阻时，所述结远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量大于基准能量。

当所述电阻小于基准电阻时，所述结靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量小于基准能量。

其中，测试所述第二离子注入区域上的电压，根据所述电压和所述应力电流计算所述电阻，用所述电压除以所述应力电流即可得到所述电阻。

为了解决目前工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种离子注入能量的测试结构，所述能量测试结构包括第一注入区域和第二注入区域，所述第一注入区域小于所述第二注入区域，以形成结，然后在所述第一注入区域上施加电流，并测量所述第二注入区域上的电压，通过所述电流和电压来计算所述结的电阻，通过所述电阻分析所述第一注入区域的注入能量和剂量。通过所述测试结构可以监控离子注入的能量，以将wat测试中在线捕获异常的晶圆，减小晶圆的异常风险，进一步提高半导体器件的性能和良率。

本发明的测试结构，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本发明的电子装置，由于采用了上述测试结构，因而同样具有上述优点。

实施例二

本发明还提供了一种基于实施例一所述测试结构的测试方法，如图1所示，所述方法包括：

将所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，并在所述第一注入区域上施加应力电流；

测试所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻，并根据所述电阻分析离子注入能量。

其中，当所述电阻大于基准电阻时，所述结远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量大于基准能量。

其中，当所述电阻小于基准电阻时，所述结靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量小于基准能量。

由于所述第二注入区域中离子注入能量不同，使得所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度不同，当所述第二注入区域中离子注入能量大于基准注入能量，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度较大，远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻大于基准电阻。

同理，当所述第二注入区域中离子注入能量小于基准注入能量，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度较小，靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻小于基准电阻。

因此可以通过测量所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻来评价所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的深度，进而分析所述第二注入区域中离子注入能量。

具体地，在所述测试结构中将所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，并在所述第一注入区域上施加应力电流；

测试所述第一注入区域和所述第二注入区域形成的结的电阻，并根据所述电阻分析离子注入能量。

当所述电阻大于基准电阻时，所述结远离所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量大于基准能量。

当所述电阻小于基准电阻时，所述结靠近所述半导体衬底的表面，所述第一注入区域中离子注入的能量小于基准能量。

其中，测试所述第二离子注入区域上的电压，根据所述电压和所述应力电流计算所述电阻，用所述电压除以所述应力电流即可得到所述电阻。

为了解决目前工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种基于离子注入能量的测试结构的测试方法，通过所述方法可以监控离子注入的能量，以将wat测试中在线捕获异常的晶圆，减小晶圆的异常风险，进一步提高半导体器件的性能和良率。

实施例三

本发明的另一个实施例提供一种电子装置，其包括测试结构，该测试结构为前述实施例一中的测试结构。

该电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、vcd、dvd、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、mp3、mp4、psp等任何电子产品或设备，也可以是具有上述测试结构的中间产品，例如：具有该集成电路的手机主板等。

由于包括的测试结构件具有更高的性能，该电子装置同样具有上述优点。

其中，图3示出移动电话手机的示例。移动电话手机300被设置有包括在外壳301中的显示部分302、操作按钮303、外部连接端口304、扬声器305、话筒306等。

其中所述移动电话手机包括前述的测试结构，所述测试结构包括半导体衬底，具有第一导电类型；第二注入区域，位于所述半导体衬底中，具有第二导电类型；第一注入区域，位于所述第二掺杂区域中，具有第一导电类型；其中，所述半导体衬底和所述第二注入区域电连接至接地端，所述第一注入区域上施加有应力电流。本发明提供了一种离子注入能量的测试结构，所述能量测试结构包括第一注入区域和第二注入区域，所述第一注入区域小于所述第二注入区域，以形成结，然后在所述第一注入区域上施加电流，并测量所述第二注入区域上的电压，通过所述电流和电压来计算所述结的电阻，通过所述电阻分析所述第一注入区域的注入能量和剂量。通过所述测试结构可以监控离子注入的能量，以将wat测试中在线捕获异常的晶圆，减小晶圆的异常风险，进一步提高半导体器件的性能和良率。

本发明的测试结构，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本发明的电子装置，由于采用了上述测试结构，因而同样具有上述优点。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。