[發明專利]一種半導體電遷移測試電路及測試方法

在審

• 申請號: 202110562617.2
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113030685A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 田文星;吳啟熙;宋佳華
• 申請（專利權）人: 晶芯成（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明提供一種半導體電遷移測試電路及測試方法，所述半導體測試電路包括：若干個金屬測試線；多級電流源模塊，包括若干個晶體管，其設置在所述金屬測試線的一側，且連接所述金屬測試線的一端；若干個測試點，包括至少四個焊盤，其設置在所述多級電流源模塊與所述金屬測試線的兩端。將若干個金屬測試線放置在所述測試點上，并在所述多路比例電流源的一端施加總電流，形成所述多路比例電流源的輸出電流，獲得相對應所述金屬測試線的輸入電流；檢測每個所述金屬測試線兩端的電阻值；根據所述輸入電流和所述電阻值，獲得所述金屬測試線的電遷移。通過本發明提供的一種半導體電遷移測試電路及測試方法，提高測試效率，有效評估不同寬度的金屬層電遷移。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別是涉及一種半導體電遷移測試電路及測試方法。

背景技術

電遷移與金屬層寬度以及所用工藝的金屬晶格參數有關，對于鋁制程而言，當金屬層寬度接近金屬晶粒度的時候，電遷移最嚴重，目前電遷移測試會選擇設計規格最小尺寸以及固定尺寸大小(3um左右）的金屬層進行電遷移測試，電遷移測試由于測試時間長，封裝成本高，導致測試的金屬層寬度有限，而且不同寬度金屬層電遷移需要單獨測試，這樣可能導致未評估到電遷移最嚴重的金屬層寬度，會導致測試與實際使用不符。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體電遷移測試電路及其結構，通過優化工藝制程，增大最小關鍵特征尺寸，提高器件性能。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供一種半導體電遷移測試電路，其包括：

若干個金屬測試線；

多級電流源模塊，包括若干個晶體管，其設置在所述金屬測試線的一側，且連接所述金屬測試線的一端；

若干個測試點，包括至少四個焊盤，其設置在所述多級電流源模塊與所述金屬測試線的兩端。

在本發明的一實施例中，所述多級電流源模塊為多路比例電流源，用于提供多組靜態電流，且控制多路電流按照一定比例進行輸出。

在本發明的一實施例中，所述多級電流源模塊包括若干個電阻，所述若干個電阻包括端電阻，所述端電阻的一端連接電源電壓的輸出端，另一端連接所述晶體管。

在本發明的一實施例中，所述第一電阻的數量為1個。

在本發明的一實施例中，所述第二電阻的輸入端連接所述晶體管的一端，所述第二電阻的輸出端連接接地端，若干個所述第二電阻分別連接所述個所述晶體管，所述第二電阻串聯所述晶體管形成多級放大電路。

本發明提供一種半導體電遷移測試方法， 將若干個金屬測試線放置在所述測試點上，并在所述多路比例電流源的一端施加總電流，形成所述多路比例電流源的輸出電流，獲得相對應所述金屬測試線的輸入電流；

檢測每個所述金屬測試線兩端的電阻值；

根據所述輸入電流和所述電阻值，獲得所述金屬測試線的電遷移。

在本發明的一實施例中，所述電遷移測試方法還包括：預設若干相同工藝下的不同線寬的所述金屬測試線，使得所述金屬測試線的線寬及所述多路比例電流源的輸入電阻符合以下公式：

；

其中，W₁~W_n為對應所述金屬測試線的寬度， R_e1～R_en為所述多路比例電流源中對應晶體管的發射極電阻。

在本發明的一實施例中，檢測每個所述金屬測試線兩端的電阻值包括：

預設金屬測試線兩端的閾值；

通過所述焊盤，對所述焊盤相對應的所述金屬測試線兩端的電阻值進行實時監控，記錄所述金屬測試線的電遷移情況；

判斷所述金屬測試線的電阻值是否符合閾值，若所述金屬測試線的電阻值符合閾值，則所述金屬測試線失效，若所述金屬測試線的電阻值不符合閾值，則所述金屬測試線有效。