[發(fā)明專利]一種納米探針及納米探針測(cè)試儀

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611026075.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106597035A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張佐兵;張順勇;謝振;靳磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號(hào): G01R1/067
• 分類號(hào): G01R1/067;G01R31/26
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種納米探針及納米探針測(cè)試儀。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件失效分析中，通常采用納米探針測(cè)試儀在半導(dǎo)體器件的鎢栓層測(cè)試半導(dǎo)體器件的電學(xué)特性，根據(jù)電學(xué)特性分析半導(dǎo)體器件的失效原因。具體操作時(shí)在半導(dǎo)體器件的漏極、源極和柵極對(duì)應(yīng)的鎢栓上各連接一根納米探針，通過(guò)納米探針在漏極、源極和柵極上施加不同的電壓，獲取相應(yīng)的電學(xué)特性。但是，現(xiàn)有納米探針只有一個(gè)觸頭，一次只能接觸一個(gè)鎢栓；為了避免測(cè)試中納米探針觸頭與鎢栓接觸不良，或個(gè)別鎢栓下沒(méi)有硅化物等因素導(dǎo)致的測(cè)試誤差；對(duì)同一極性，通常需要將納米探針?lè)謩e接觸多個(gè)鎢栓進(jìn)行測(cè)試，再綜合各個(gè)鎢栓對(duì)應(yīng)的電學(xué)特性進(jìn)行半導(dǎo)體器件失效分析；其效率低，操作繁瑣，且由于測(cè)試所帶來(lái)的不確定因數(shù)，以及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)因數(shù)，各個(gè)鎢栓對(duì)應(yīng)的電學(xué)特性均有差異，不能精準(zhǔn)反映半導(dǎo)體器件的實(shí)際電學(xué)特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種納米探針及納米探針測(cè)試儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種納米探針，包括針臂，所述針臂的一端用于連接測(cè)試儀，另一端設(shè)置有用于同時(shí)與待失效分析半導(dǎo)體器件同一極性兩個(gè)以上鎢栓接觸的觸頭。

本發(fā)明的有益效果是：在待失效分析半導(dǎo)體器件電學(xué)特性測(cè)試中，此納米探針可同時(shí)接觸待失效分析半導(dǎo)體器件同一極性多個(gè)鎢栓，用多個(gè)鎢栓共同對(duì)應(yīng)的電學(xué)特性表征待失效分析半導(dǎo)體器件的實(shí)際電學(xué)特性，能夠有效避免個(gè)別納米探針觸頭與鎢栓接觸不良，或個(gè)別鎢栓下沒(méi)有硅化物等因素導(dǎo)致的測(cè)試誤差，從而更精準(zhǔn)的反映待失效分析半導(dǎo)體器件的實(shí)際電學(xué)特性；且每個(gè)極性僅需與此納米探針連接一次，操作簡(jiǎn)單；以及此納米探針同時(shí)與同一極性多個(gè)鎢栓接觸，接觸面積增大，有效降低納米探針與各極性的接觸阻值，進(jìn)一步精準(zhǔn)的反應(yīng)待失效分析半導(dǎo)體器件的實(shí)際電學(xué)特性。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述觸頭為多個(gè)用于同時(shí)分別與多個(gè)鎢栓接觸的針尖。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，根據(jù)待失效分析半導(dǎo)體器件各極性的鎢栓排布，設(shè)計(jì)此納米探針的針尖排布，從而使此納米探針的針尖能夠很好的與待失效分析半導(dǎo)體器件各極性的鎢栓相接觸，適用于待失效分析半導(dǎo)體器件各極性鎢栓排布不規(guī)則的情況。

進(jìn)一步，所述針尖為圓臺(tái)體，所述圓臺(tái)體的最小半徑為20-50nm。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，此尺寸能夠兼顧針尖與鎢栓的精準(zhǔn)接觸，且不會(huì)由于針尖過(guò)細(xì)，使納米探針與各極性的接觸阻值過(guò)大，影響測(cè)試結(jié)果。

進(jìn)一步，所述針尖通過(guò)滑軌安裝于所述針臂上。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，針尖在外力作用下可在滑軌上滑動(dòng)，根據(jù)待失效分析半導(dǎo)體器件各極性的鎢栓排布，做適當(dāng)位置調(diào)整；使針尖能夠更好的與待失效分析半導(dǎo)體器件各極性的鎢栓相接觸。

進(jìn)一步，所述觸頭為用于同時(shí)與多個(gè)鎢栓接觸的導(dǎo)電塊。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用導(dǎo)電塊結(jié)構(gòu)，易于生產(chǎn)加工，且能夠增大納米探針與鎢栓的接觸面積，降低納米探針與各極性的接觸阻值，精準(zhǔn)的反應(yīng)待失效分析半導(dǎo)體器件的實(shí)際電學(xué)特性，適用于待失效分析半導(dǎo)體器件各極性鎢栓排布規(guī)則的情況，如排布成直線。

進(jìn)一步，所述納米探針的材質(zhì)為鎢合金。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，鎢的熔點(diǎn)高，納米探針在測(cè)試中不會(huì)因焦耳熱作用而變形，且鎢的電阻率較小，可降低納米探針自身電阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下：

一種納米探針測(cè)試儀，所述納米探針測(cè)試儀的探針采用上述一種納米探針。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有納米探針結(jié)構(gòu)及使用示意圖；

圖2為本發(fā)明一種納米探針結(jié)構(gòu)及使用第一示意圖；

圖3為本發(fā)明一種納米探針結(jié)構(gòu)及使用第二示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、現(xiàn)有納米探針，2、待失效分析半導(dǎo)體器件，21、鎢栓，22、漏極，23、源極，24、柵極，3、針臂，31、針尖，32、導(dǎo)電塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。