[實用新型]半導體測試結構

有效

• 申請號: 201621381185.6
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN206282851U
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 李美惠
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L21/66
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本實用新型屬于半導體結構技術領域，特別是涉及一種半導體測試結構。

背景技術

在半導體行業，半導體元件尺寸不斷的縮小，由半導體工藝所引發并足以對成品率產生影響的缺陷尺寸，亦不斷地微小化。在此種趨勢之下，要對這些微小的缺陷做精確的橫切面分析已經變得越來越不容易，因此各種顯微失效分析(Failure analysis，FA)技術不斷的產生，以期待能通過對試片制備方法的改良、分析儀器精密度的提升、以及分析儀器與分析原理的交互運動，來克服這個問題。

其中，現有技術中CT與多晶硅結構間漏電的測試結構如圖1和圖2所示，包括襯底11，所述襯底包括淺溝槽隔離結構111以及有源區112；位于所述淺溝槽隔離結構111上的若干多晶硅結構12，所述多晶硅結構12呈平行的條狀分布；位于所述有源區112上的第一連接通孔14；位于所述第一連接通孔14上的第一金屬條131，所述第一金屬條131呈平行條狀分布；位于所述多晶硅結構12上的第三連接通孔171，其中，所述第一金屬條131與所述多晶硅結構12穿插平行分布，所述第一金屬條131在遠離所述第三連接通孔171的一端與測試焊墊18相連，所述第三連接通孔171通過一金屬層(圖中未示出)連接測試焊墊18。其具體的測試步驟包括：1)首先進行IV曲線測試驗證；2)OBIRCH測試(鐳射光束誘發阻抗值變化測試)：OBIRCH常用于芯片內部高阻抗及低阻抗分析，線路漏電路徑分析，利用OBIRCH方法，可以有效地對電路中缺陷定位，如線條中的空洞、通孔下的空洞，通孔底部高阻區等，也能有效的檢測短路或漏電，是發光顯微技術的有力補充；3)利用研磨剝層技術(delayer)至CT處；4)使用SEM掃描電鏡進行分析：包括材料結構分析/缺陷觀察、元素組成常規微區分析、精確測量元器件尺寸等等；5)使用FIB(Focused Ion Beam)離子束聚焦設備進行分析：進行樣品表面成像分析等；6)TEM透射電鏡分析：對樣品進行納米級和原子尺度的微分析。但上述測試結構及測試方法存在如下問題：OBIRCH測試，最小只能在微米范圍內定位，對于納米級的結構遠不夠精確；如果SEM和FIB過程中看不到明顯的異常就很難找到問題的原因了。

然而，隨著先進制程的研發，電路的密集程度也越來越高，CT(contact，連接通孔)和多晶硅結構(poly)的尺寸已經到了納米級，CT和多晶硅結構間的空間更小，如果失效點特別小，限于掃描電鏡(SEM)的分辨率，聚焦離子束(Focused Ion beam，FIB)過程中很難發現失效點，從而導致無法精確取出透射電鏡(TEM)樣品觀測，整個過程耗時耗力卻無法發現問題。因此，CT到多晶硅結構部分的監測變得尤其重要，失效分析技術則是幫助發現問題改善工藝的一個不可或缺的環節。如果不能精確定位失效點的位置，對于微小缺陷的物理驗證分析(Physical failure analysis，PFA)過程就猶如大海撈針，很難找到失效原因，這對于工藝的改進起不到任何幫助作用。因此，設計一種有助于進行失效分析的CT與多晶硅結構間漏電的測試結構實屬必要。

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半導體測試結構，用于解決現有技術中在進行CT到多晶硅結構之間的漏電測試時，失效點定位不準，失效分析的效率以及成功率低的問題，同時不改變原有的測試功能。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種測試結構，所述測試結構包括：襯底；若干個條狀多晶硅結構，位于所述襯底表面，呈平行間隔分布；第一金屬層，位于所述多晶硅結構上方，包括若干個呈平行間隔分布的第一金屬條，所述第一金屬條橫跨所述多晶硅結構；第一連接通孔，位于所述第一金屬條與所述襯底之間，所述第一連接通孔的一端與所述襯底相連接，另一端與所述第一金屬條相連接；第二金屬層，包括第二金屬條及第三金屬條；所述第二金屬條位于平行間隔分布的所述第一金屬條一側，且位于所述多晶硅結構上方，并橫跨平行間隔分布的所述多晶硅結構；所述第三金屬條位于平行間隔分布的所述多晶硅結構一側，且位于所述第一金屬條上方，并橫跨平行間隔分布的所述第一金屬條；第二連接通孔，位于所述第一金屬條與所述第三金屬條之間，所述第二連接通孔一端與所述第一金屬條相連接，另一端與所述第三金屬條相連接；連接通孔組件，位于所述第二金屬條與所述多晶硅結構之間，連接所述第二金屬條與所述多晶硅結構。

作為本實用新型的一種優選方案，所述襯底內設有若干個間隔分布的淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構將所述襯底分割成多個有源區，其中，所述第一連接通孔連接所述第一金屬條與所述有源區；所述多晶硅結構位于所述淺溝槽隔離結構上。