[發(fā)明專利]無源靜電放電傳感器和用于檢測(cè)靜電放電的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210575127.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN115394770A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·加利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 董莘

本公開的實(shí)施例涉及無源靜電放電傳感器和用于檢測(cè)靜電放電的方法。集成電路由具有半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體部件和包括金屬層的互連部件形成。靜電放電傳感器包括半導(dǎo)體部件中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和互連部件中的金屬天線網(wǎng)絡(luò)。靜電放電傳感器具有在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中具有電阻性鏈路或電容性鏈路或PN結(jié)鏈路之一的至少一對(duì)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。耦合到至少一對(duì)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)的天線網(wǎng)絡(luò)的天線展現(xiàn)出形狀不對(duì)稱性和尺寸不對(duì)稱性之一。

優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求于2021年5月25日提交的法國專利申請(qǐng)No.2105435的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在法律允許的最大程度上通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

具體實(shí)施方式和實(shí)施例涉及集成電路，尤其涉及包括靜電放電傳感器的集成電路。

背景技術(shù)

靜電放電(ESD)可在制造集成電路的步驟期間發(fā)生且使集成電路的組件降級(jí)。例如，用于等離子體蝕刻的方法可以在集成電路的器件(例如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管)的物理節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生電荷。靜電放電在裝置的物理節(jié)點(diǎn)上的累積可在這些節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生電位差，其可在靜電放電期間引起存在于所述節(jié)點(diǎn)之間的材料的降解(擊穿)。

這種類型的降解在很大程度上是隨機(jī)的，并且希望能夠檢測(cè)，標(biāo)識(shí)和量化靜電放電現(xiàn)象，例如在測(cè)試和表征產(chǎn)品的階段期間。

因此，用于量化集成電路被靜電放電損傷的風(fēng)險(xiǎn)的方法，例如根據(jù)帶電器件模型(CDM)，可以包括其中將器件的節(jié)點(diǎn)充電到給定電壓，然后放電的階段。根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的放電動(dòng)態(tài)特性，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電位差可能由于靜電放電而產(chǎn)生退化。

這里同樣希望能夠檢測(cè)，標(biāo)識(shí)和量化靜電放電現(xiàn)象。

存在對(duì)靜電放電問題的常規(guī)預(yù)防解決方案，例如允許經(jīng)由專用二極管局部地排空靜電放電。也就是說，這種類型的預(yù)防性和局部解決方案不允許標(biāo)識(shí)和量化靜電放電。

常規(guī)的檢測(cè)解決方案可以允許標(biāo)識(shí)在測(cè)試設(shè)備中發(fā)生的降級(jí)，但是通常不是非常敏感并且具有很少的可能測(cè)量。例如，當(dāng)測(cè)試器件是MOS晶體管時(shí)，可以檢測(cè)到柵極氧化物的擊穿，但是不能單獨(dú)測(cè)量導(dǎo)電區(qū)或柵極區(qū)的退化。因此，集成電路的組件的特性可以輕微且不可標(biāo)識(shí)的方式個(gè)別地偏離，但在整個(gè)產(chǎn)品上顯著偏離(此偏離通常稱為“角效應(yīng)”)，而無需常規(guī)解決方案來檢測(cè)所述偏離。

因此，在本領(lǐng)域中需要配備有靜電放電傳感器的集成電路，該靜電放電傳感器能夠以增加的靈敏度檢測(cè)各種類型的特性退化和偏差。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)方面，在這方面提出了一種集成電路，其包括：半導(dǎo)體部件，其包括半導(dǎo)體襯底；互連部件，其包括金屬層；以及靜電放電傳感器，其包括在所述半導(dǎo)體部件中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和在所述互連部件中的金屬天線網(wǎng)絡(luò)，所述傳感器包括在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中具有電阻性鏈路或電容性鏈路或PN結(jié)鏈路的至少一對(duì)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及天線網(wǎng)絡(luò)的天線，其具有形狀不對(duì)稱性和/或尺寸不對(duì)稱性，天線網(wǎng)絡(luò)的天線分別連接到每對(duì)的所述節(jié)點(diǎn)。

分別連接到每對(duì)傳感器的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的天線的形狀不對(duì)稱性和尺寸不對(duì)稱性允許放大傳感器的物理節(jié)點(diǎn)上的靜電荷的累積的差異，并且因此放大這些節(jié)點(diǎn)之間的電勢(shì)的差異，這可以在靜電放電期間產(chǎn)生存在于所述節(jié)點(diǎn)之間的材料的劣化。

類似地，天線的形狀不對(duì)稱性和尺寸不對(duì)稱性可以放大對(duì)應(yīng)對(duì)的節(jié)點(diǎn)的放電動(dòng)態(tài)特性的差異，從而放大在所述節(jié)點(diǎn)的放電期間出現(xiàn)的電勢(shì)的差異，這可以通過靜電放電產(chǎn)生存在于所述節(jié)點(diǎn)之間的材料的劣化。

因此，導(dǎo)致相對(duì)弱的靜電放電的現(xiàn)象(電荷積累或放電動(dòng)力學(xué)的差異)被放大并且可以通過傳感器對(duì)的節(jié)點(diǎn)之間存在的材料的降解來檢測(cè)。相對(duì)弱的靜電放電是可以引起鏈路特性的偏差而沒有可觀察到的惡化的靜電放電。因此，根據(jù)該方面提出的傳感器具有增加的靈敏度。