[發明專利]一種測試結構和測試方法

在審

• 申請號: 202110298404.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113097085A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 楊盛瑋
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 劉戀;張穎玲

本申請實施例公開了一種測試結構和測試方法，所述測試結構包括：源測量單元和測試單元；其中，所述源測量單元包括電壓產生單元和電流檢測單元；所述電壓產生單元用于向所述測試單元施加測試電壓，所述電流檢測單元用于測量所述測試單元的擊穿電流；測量到所述擊穿電流時，停止施加測試電壓；未測量到所述擊穿電流時，繼續施加測試電壓，以引起多次電介質軟擊穿；其中，所述測試電壓小于電介質硬擊穿電壓。

技術領域

本申請實施例涉及半導體制造領域，尤其涉及一種測試結構和測試方法。

背景技術

在集成電路制造當中，可靠性評估是工藝開發的重要部分。時間相關電介質擊穿(Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB)測試是一種重要的用于評估電介質材料(例如，半導體晶體管的柵極氧化物)的可靠性的方法。然而，TDDB測試要耗費長時間進行逐一測試。一般而言，為了確保測試結果具有某種統計學意義，TDDB測試條件要求最小的樣本規模，例如，至少15個測試樣本。對于一些存在較大變化的工藝而言，可能要擴大所需樣本規模，以確保測試結果的置信度。然而，提高樣本規模將顯著增大測試周期。

因此，希望提供有效地縮短測試時間的TDDB測試結構及其方法。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例為解決現有技術中存在的至少一個問題而提供一種測試結構和測試方法。

為達到上述目的，本申請實施例的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本申請實施例提供一種測試結構，包括：源測量單元和測試單元；其中，

所述源測量單元包括電壓產生單元和電流檢測單元；所述電壓產生單元用于向所述測試單元施加測試電壓，所述電流檢測單元用于測量所述測試單元的擊穿電流；測量到所述擊穿電流時，停止施加測試電壓；未測量到所述擊穿電流時，繼續施加測試電壓，以引起多次電介質軟擊穿；其中，所述測試電壓小于電介質硬擊穿電壓。

在一種可選的實施方式中，所述測試單元包括：電阻和示波器單元；其中，

所述示波器單元與所述電阻并聯連接，所述示波器單元用于測量由所述擊穿電流引起所述電阻上的電壓。

在一種可選的實施方式中，所述示波器單元以第一頻率測量所述電阻的電壓；

所述電流檢測單元以第二頻率測量所述測試單元的擊穿電流；

所述第一頻率大于所述第二頻率。

在一種可選的實施方式中，所述電阻的阻值小于電介質測試樣本未電介質軟擊穿時的阻值。

在一種可選的實施方式中，所述電阻的阻值范圍為50Ω-100Ω。

在一種可選的實施方式中，所述測試單元的數量為多個，多個所述測試單元之間并聯連接。

在一種可選的實施方式中，所述源測量單元的功率小于等于1瓦。

第二方面，本申請實施例提供一種測試方法，所述方法包括：

通過源測量單元中的電壓產生單元向測試單元施加測試電壓，并通過源測量單元中的電流檢測單元測量所述測試單元的擊穿電流；測量到所述擊穿電流時，停止施加測試電壓；未測量到所述擊穿電流時，繼續施加測試電壓，以引起多次電介質軟擊穿；其中，所述測試電壓小于電介質硬擊穿電壓；

測量所述測試單元中的電介質測試樣本的電流-時間曲線，以得到對應于電介質測試樣本的多次電介質軟擊穿的多個擊穿時間。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：通過所述測試單元中的示波器單元測量由所述擊穿電流引起所述測試單元中的電阻上的電壓，得到所述電阻的電壓-時間曲線；