[實用新型]GOI_TDDB測試電路結構

有效

• 申請號: 201420635543.6
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN204144249U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 朱月芹;宋永梁
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L23/62;H01L23/58
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本實用新型涉及半導體測試技術領域，特別是涉及一種GOI_TDDB測試電路結構。

背景技術

MOS(Metal?Oxide?Semiconductor，金屬氧化物半導體)器件的柵極結構由襯底上形成的柵氧層以及沉積于柵氧層上的多晶硅層組成，其中襯底材料如硅襯底，柵氧層的材料為二氧化硅。柵氧層的漏電流與柵氧層質量關系極大，漏電增加到一定程度即構成擊穿。隨著超大規模集成電路器件尺寸等比例縮小，芯片面積不斷增大，相應地柵氧層的總面積也增大，存在缺陷的概率將增加，同時柵氧層的厚度隨著集成電路器件尺寸的縮小也在不斷的減小，但是加載到柵極的電壓并未隨著集成電路器件尺寸等比例縮小而同比例的減小，這便導致柵氧層中電場強度的增加，所以柵氧層擊穿在MOS器件的各種失效現象中最為常見。所以柵氧層的完整性和抗擊穿能力將直接影響到MOS器件的使用壽命。

半導體的GOI_TDDB(Gate?Oxide?Integrity_Time?Dependent?Dielectric?Breakdown，柵氧完整性_經時擊穿)測試是半導體測試中的一項非常重要的測試項目。它可以用來預測半導體器件的使用壽命。

柵氧完整性(GOI)測試是驗證柵氧層質量的測試過程。在半導體器件的制造過程中，一般都要形成專門的測試結構用于柵氧層完整性測試，檢測柵氧層中是否存在缺陷，防止柵氧層缺陷造成器件的可靠性下降。類似的，在互連結構形成之后，需要對相鄰互聯結構之間的介質層的完整性測試，防止由于離子擴散等缺陷造成介質層的擊穿電壓下降，使得器件的可靠性下降。

經時擊穿(TDDB)測試屬于一種加速測試，它通過實測擊穿電量Q_BD、擊穿時間t_BD等大量數據的統計分布來表征柵氧層的質量，并可通過它來預測柵氧層的壽命。通常是在柵極上加恒定的電壓，經過一段時間后，柵氧層就會被擊穿，在柵極上施加恒定電壓開始到柵氧層被擊穿結束的這段期間所經歷的時間就是在該條件下的柵氧層壽命。常用的TDDB壽命評價方法可分為恒定電壓法、恒定電流法、斜坡電壓法和斜坡電流法。

現有的GOI_TDDB測試電路結構如圖1所示，由圖1可知，所示測試電路結構中包括一個MOS晶體管10和四個焊墊，所述MOS晶體管10的柵極101與一第一焊墊11相連接，所述MOS晶體管10的源極102與一第二焊墊12相連接，所述MOS晶體管10的漏極103與一第三焊墊13相連接，所述MOS晶體管10的襯底104與一第四焊墊14相連接。測試時，對所述第一焊墊11、所述第二焊墊12、所述第三焊墊13和所述第四焊墊14上分別接入相應的測試電壓，如所述第一焊墊11上施加柵壓，所述第二焊墊12、所述第三焊墊13和所述第四焊墊14分別接地，即可進行GOI_TDDB的測試。

但是，現有的GOI_TDDB測試電路結構中只有一個MOS晶體管，一次只能對一個MOS晶體管進行測試，完成多個MOS晶體管測試的周期較長。同時，測試的時候，是通過測試探針在每個焊墊上施加所需的測試電壓的，又由于在測試的過程中，如果柵氧層存在問題，在測試的電路中就會出現比較大的瞬間擊穿電流，所述瞬間擊穿電流容易對所述測試探針造成損壞。

因此，提供一種改進型的GOI_TDDB測試電路結構非常必要。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種GOI_TDDB測試電路結構，用于解決現有技術中由于一個測試電路結構中只有一個MOS晶體管，一次只能對一個MOS晶體管進行測試，完成多個MOS晶體管測試的周期較長的問題；以及由于測試結構中沒有保護結構，在測試過程中，如果柵氧層存在問題，測試電路中會出現比較大的瞬間擊穿電流，容易對測試探針造成損壞的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種GOI_TDDB測試電路結構，所述GOI_TDDB測試電路結構至少包括：第一焊墊、第二焊墊和第三焊墊；多個第四焊墊，位于所述第一焊墊與所述第二焊墊之間；多個MOS晶體管，位于所述第四焊墊與相鄰焊墊之間；所述MOS晶體管包括柵極、源極、漏極和襯底，所述MOS晶體管的柵極分別電連接至相鄰的所述第四焊墊，且各個所述MOS晶體管的柵極通過并聯支路并聯在一起并電連接至所述第一焊墊，所述MOS晶體管的源極和所述MOS晶體管的漏極電連接至所述第二焊墊相連接，所述MOS晶體管的襯底電連接至所述第三焊墊相連接；多個二極管，位于所述各并聯支路上；所述二極管包括正極和負極；多個保險絲，位于所述各并聯支路上。

作為本實用新型的GOI_TDDB測試電路結構的一種優選方案，所述保險絲的材質為金屬或多晶硅。