电子元件及其电测试方法与流程

文档序号:17848566发布日期:2019-06-11 21:59阅读:292来源:国知局
本公开主张2017年11月30日申请的美国临时申请案第62/592,901号及2018年3月12日申请的美国正式申请案第15/918,321号的优先权及益处,该美国临时申请案及美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。本公开涉及一种电子元件及其电测试方法,特别涉及一种使用反熔丝结构作为电测试构件的电子元件及其电测试方法。
背景技术
::在集成电路的制造中,数以百万或更多的电子构件形成在晶圆上。在某些情况下,晶圆中的一些电子构件可能会失效,因此其功能无法正常地运行。在传统的集成电路制造中,这些电子构件在制造后段(backendofline,beol)布线完成后,才能被电子测试。由于在错误被检测到之前需执行额外的处理程序,这必须中止整个晶圆或芯片的制造,因此导致较高的浪费。上文的“现有技术”说明仅是提供
背景技术
:,并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的,不构成本公开的现有技术,且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。技术实现要素:本公开提供一种电子元件。该电子元件包括一基底;设置在该基底上方的一电子构件;以及设置在该基底上方的一电测试构件。该电子构件包括该基底上方的一底板和该底板上方的一顶板;其中该电测试构件是可熔的,经配置以选择性电连接到电子构件的底板。在一些实施例中,该电测试构件包括一第一反熔丝结构及一第二反熔丝结构,该第一反熔丝结构及该第二反熔丝结构电连接至该底板。在一些实施例中,该电子构件还包括一介电层以及多个电容器电极,该介电层设置于该底板与该顶板之间,该多个电容器电极设置于该介电层中,其中该多个电容器电极电连接到该底板和该顶板。在一些实施例中,该第一反熔丝结构包括:一第一底部电极,设置在该基底上方并电连接到该底板;一第一顶部电极,穿透该介电层;以及一第一接触垫,设置在该介电层上方并电连接到该第一顶部电极。在一些实施例中,该第二反熔丝结构包括:一第二底部电极,设置在该基底上方并电连接到该底板;一第二顶部电极,穿透该介电层;以及一第二接触垫,设置在该介电层上方并电连接到该第二顶部电极。在一些实施例中,该第一反熔丝结构的该第一底部电极、该第二反熔丝结构的该第二底部电极、以及该电子构件的该底板是由一第一导电层所形成。在一些实施例中,该第一反熔丝结构的该第一顶部电极、该第二反熔丝结构的该第二顶部电极、以及该电子构件的该电容器电极是由一第二导电层所形成。在一些实施例中,该第一反熔丝结构的该第一接触垫、该第二反熔丝结构的该第二接触垫、以及该电子构件的该顶板是由一第三导电层所形成。在一些实施例中,该电子元件还包括一介电膜,设置在该底板和该介电层之间。在一些实施例中,该介电膜被断裂,使得该第一上电极电连接到该第一下电极且该第二上电极电连接到该第二下电极。本公开提供一种电测试方法,包括:提供一电子元件,其中该电子元件包括一电子构件和一电测试元件,该电子构件包括一底板和在该底板上方的一顶板,该电测试构件包括第一反熔丝结构和一第二反熔丝结构;施加一第一电压到第一反熔丝结构且施加一第二电压到第二反熔丝结构,以将第一反熔丝结构和第二反熔丝结构电连接到底板;以及测试电子构件,包含施加一第三电压到第一反熔丝结构和第二反熔丝结构其中之一;以及施加一第四电压到顶板。在一些实施例中,该电测试构件经配置以选择性地启用,以建立一个到电子构件的底板下方的电连接。在一些实施例中,该电测试构件允许在beol工艺形成通孔之前,预先测试该电子构件。因此,如果检测到该电子构件有缺陷,则可以执行修复过程来修复该电子构件。或者,该电子构件可以被报废,不执行后续的beol工艺和封装工艺,以节省制造成本。无论哪种情况,都能够降低电子元件1的制造成本。相对地,使用传统集成电路制造方法,只有在beol工艺形成通孔时才能测试电子构件。在beol工艺完成后,修复电子构件变困难。因此,制造成本将增加。上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点,从而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属
技术领域
:中技术人员应了解,可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属
技术领域
:中技术人员亦应了解,这类等效建构无法脱离权利要求所界定的本公开的构思和范围。附图说明参阅实施方式与权利要求合并考量附图时,可得以更全面了解本公开的公开内容,附图中相同的元件符号是指相同的元件。图1是根据本公开的一些实施例的电子元件的示意图;图2是根据本公开的一些实施例的电子元件的剖视图;图3是根据本公开的一些实施例的电测试方法的流程图;以及图4、图5和图6是根据本公开的一些实施例的电测试方法的步骤的示意图。附图标记说明:1电子元件10基底12介电膜20电子构件22底板24顶板26介电层28电容器电极30电测试构件32第一反熔丝结构34第二反熔丝结构100电测试方法110步骤120步骤130步骤203接触垫321第一底部电极322第一顶部电极323第一接触垫341第二底部电极342第二接触垫343第二接触垫v1第一电压v2第二电压v3第三电压v4第四电压具体实施方式本公开的以下说明伴随并入且组成说明书的一部分的附图,说明本公开的实施例,然而本公开并不受限于该实施例。此外,以下的实施例可适当整合以下实施例以完成另一实施例。“一实施例”、“实施例”、“例示实施例”、“其他实施例”、“另一实施例”等是指本公开所描述的实施例可包含特定特征、结构或是特性,然而并非每一实施例必须包含该特定特征、结构或是特性。再者,重复使用「在实施例中」一语并非必须指相同实施例,然而可为相同实施例。为了使得本公开可被完全理解,以下说明提供详细的步骤与结构。显然,本公开的实施不会限制该技艺中的技术人士已知的特定细节。此外,已知的结构与步骤不再详述,以免不必要地限制本公开。本公开的优选实施例详述如下。然而,除了实施方式之外,本公开亦可广泛实施于其他实施例中。本公开的范围不限于实施方式的内容,而是由权利要求定义。图1是根据本公开的一些实施例的电子元件的示意图,图2是根据本公开的一些实施例的电子元件的剖视图。如图1及图2所示,电子元件1包括一基底10、一电子构件20及一电测试构件30。在一些实施例中,基底10包括例如硅基底的一半导体基底。在一些实施例中,在基底10之中或在基底10上方形成例如晶体管的半导体元件。电子构件20设置在基底10上方。电子构件20包括设置在基底10上方的一底板22和在底板22上方的一顶板24。电测试构件30设置在基底10上方。电测试构件30是可熔的,经配置以选择性电连接到电子构件20的底板22。电测试构件30包括一第一反熔丝结构32和一第二反熔丝结构34。第一反熔丝结构32和第二反熔丝结构34是可熔的,用以电连接到底板22。在一些实施例中,第一反熔丝结构32和第二反熔丝结构34包括一电容反熔丝结构,但本公开不限于此。例如,第一反熔丝结构32和第二反熔丝结构34可以包括栅极氧化物(gateoxide,gox)反熔丝结构或其他类型的反熔丝结构。在一些实施例中,电子构件20包括一存储胞,但本公开不限于此。在一些实施例中,电子构件20还进一步包括一介电层26和多个电容器28。在一些实施例中,介电层26设置在底板22和顶板24之间。在一些实施例中,电容器28至少部分地设置在介电层26中并电连接到底板22和顶板24。在一些实施例中,每一个电容器28包含一介电材料和两个导体;例如一底部电极28a、一顶部电极28b及一介电材料28c,介电材料28c隔离底部电极28a及顶部电极28b;其中一个导体(底部电极28a)电连接底板22,另一个导体(顶部电极28b)连接顶板24。在一些实施例中,电子构件20还包括连接到顶板24的一接触垫203。在一些实施例中,电子元件1还包括设置在底板22和介电层26之间的一介电膜12。在一些实施例中,电容器28的底部电极28a穿透介电膜12,并电连接到底板22。在一些实施例中,第一反熔丝结构32包括一第一底部电极321、一第一顶部电极322、一介电材料324以及一第一接触垫323。在一些示例性实施例中,第一底部电极321设置在基底10上方,并电连接到电子构件20的底板22。在一些示例性实施例中,介电材料324隔离第一底部电极321及第一顶部电极322。在一些示例性实施例中,第一接触垫323电连接到第一顶部电极322。在一些实施例中,第二反熔丝结构34包括一第二底部电极341、一第二顶部电极342、一介电材料344和一第二接触垫343。在一些示例性实施例中,第二底部电极341设置在基底10上方,并电连接到电子构件20的底板22。在一些示例性实施例中,介电材料344隔离第二底部电极341及第二顶部电极342。在一些示例性实施例中,第二接触垫343设置在介电层26上方,并电连接到第二顶部电极342。在一些实施例中,电子构件20、电测试构件30及电容器28可以整体地形成。通过此例示,第一反熔丝结构32的第一底部电极321、第二反熔丝结构34的第二底部电极341以及电容器28的底部电极28a可以由相同的导电层,例如第一导电层来形成。第一反熔丝结构32的第一顶部电极322、第二反熔丝结构34的第二顶部电极342以及电容器28的顶部电极28b可以由相同的导电层,例如第二导电层来形成。第一反熔丝结构32的第一接触垫323、第二反熔丝结构34的第二接触垫343、电子构件20的触垫203及顶板24可以由相同的导电层,例如一第三导电层来形成。电子元件1还包括在电子构件20上方的一制造后段(backendofline,beol)布线结构(未显示出)。在beol布线之前可以执行一电测试。图3是根据本公开的一些实施例的电测试方法的流程图。如图3所示,电测试方法100开始于步骤110,其中提供如图1和图2所示,包括一电子构件和一电测试构件的一电子元件。电测试方法100进行至步骤120,其中施加一第一电压到第一反熔丝结构,且施加一第二电压到第二反熔丝结构,以将第一反熔丝结构和第二反熔丝结构电连接到底板。电测试方法100进行至步骤130,其中测试电子构件,施加一第三电压到第一反熔丝结构和第二反熔丝结构其中之一,且施加一第四电压到一顶板。电测试方法100为本公开的一实施例,应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的构思与范围。例如,可用不同的方法实施上述的许多工艺,并且以其他工艺或其组合替代上述的许多工艺。图4、图5和图6是根据本公开的一些实施例的电测试方法的步骤的示意图。如图4所示,电子元件1包括如图1和图2中的电子构件20及电测试构件30。在一些实施例中,第一反熔丝结构32和第二反熔丝结构34未熔合,第一接触垫323和第二接触垫343并未施加电压。第一反熔丝结构32的第一底部电极321和第一顶部电极322由介电材料324隔离。第二反熔丝结构34的第二底部电极341和第二顶部电极342由介电材料344隔离。如图5所示,通过一第一接触垫323施加一第一电压v1到第一反熔丝结构32,且通过一第二接触垫343施加一第二电压v2到第二反熔丝结构34。第一电压v1和第二电压v2之间的电压差大于程序化电压电平。结果,断裂介电材料324及介电材料344,第一顶部电极322电连接到第一底部电极321,且第二顶部电极342电连接到第二底部电极341。如虚线所示,电流可以从第一接触垫323流到第二接触垫343。因此,第一反熔丝结构32与第二反熔丝结构34可以电连接至电子构件20的底板22。如图6所示,通过施加一第三电压v3到第一反熔丝结构32和第二反熔丝结构34其中之一,并施加一第四电压v4到顶板24来测试电子构件20。在一些实施例中,电测试包括一晶片可接受测试(waferacceptabletest,wat)以获得必要的wat数据,例如用于阵列结构学习的数据线(dataline,dl)和字线(wordline,wl)的电阻和单元电容。如果电子构件20检测结果为可接受的,则可以执行后续的beol工艺和封装工艺。如果检测到电子构件20有缺陷,则可以执行修复过程来修复电子构件20。或者,电子构件20可以被报废,不执行后续的beol工艺和封装工艺,以节省制造成本。在本公开的一些实施例中,电测试构件30经配置以选择性地启用,以建立一个到电子构件20的底板22下方的电连接。电测试构件30允许在beol工艺形成一通孔之前,预先测试电子构件20。因此,如果检测到电子构件20有缺陷,则可以执行修复过程来修复电子构件20。或者,电子构件20可以被报废,不执行后续的beol工艺和封装工艺,以节省制造成本。无论哪种情况,都能够降低电子元件1的制造成本。相对地,使用传统集成电路制造方法,只有在beol工艺形成通孔时才能测试电子构件。在beol工艺完成后,修复电子构件变困难。因此,制造成本将增加。本公开提供一种电子元件。该电子元件包括一基底;设置在该基底上方的一电子构件;以及设置在该基底上方的一电测试构件。该电子构件包括该基底上方的一底板和该底板上方的一顶板;其中该电测试构件是可熔的,经配置以选择性电连接到电子构件的底板。本公开提供一种电测试方法,包括:提供一电子元件,其中该电子元件包括一电子构件和一电测试元件,该电子构件包括一底板和在该底板上方的一顶板,该电测试构件包括第一反熔丝结构和一第二反熔丝结构;施加一第一电压到第一反熔丝结构且施加一第二电压到第二反熔丝结构,以将第一反熔丝结构和第二反熔丝结构电连接到底板;以及测试电子构件,包含施加一第三电压到第一反熔丝结构和第二反熔丝结构其中之一;以及施加一第四电压到顶板。虽然已详述本公开及其优点,然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的构思与范围。例如,可用不同的方法实施上述的许多工艺,并且以其他工艺或其组合替代上述的许多工艺。再者,本公开的范围并不受限于说明书中所述的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。该技艺的技术人士可自本公开的公开内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质相同结果的现存或是未来发展的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此,这些工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤是包含于本公开的权利要求内。当前第1页12当前第1页12
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