專利名稱：利用陣列與解碼器進(jìn)行器件表征的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及集成電路。更具體地說，本發(fā)明提供了一種利用陣列與解碼器進(jìn)行器件表征的方法與系統(tǒng)。僅僅作為示例，本發(fā)明已被應(yīng)用于測試MOS晶體管。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣闊的應(yīng)用范圍。
背景技術(shù)：
集成電路已經(jīng)從單個硅芯片上制備的少數(shù)互連器件發(fā)展成為數(shù)以百萬計的器件。當(dāng)前集成電路提供的性能和復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了最初的預(yù)想。為了在復(fù)雜度和電路密度(即，在給定的芯片面積上能夠封裝的器件數(shù)目)方面獲得進(jìn)步，最小的器件特征尺寸(又被稱為器件“幾何圖形”)伴隨每一代集成電路的發(fā)展而變得更小?，F(xiàn)在制備的半導(dǎo)體器件的特征尺寸小于1/4微米。
日益增加的電路密度不僅提高了集成電路的性能和復(fù)雜度，也降低了消費者的成本。集成電路制造設(shè)備可能要花費數(shù)億甚至數(shù)十億美元。每個制造設(shè)備具有一定的晶圓產(chǎn)量。每個晶圓上具有一定數(shù)量的集成電路。因此，通過將集成電路的個體器件制備得更小，可以在每個晶圓上制備更多器件，進(jìn)而增加了制造設(shè)備的產(chǎn)出。把器件制備得更小非常有挑戰(zhàn)性，因為給定的工藝、器件布局和/或系統(tǒng)設(shè)計通常只能向下達(dá)到某個特征尺寸。
這種限制的示例是MOS晶體管的表征。MOS晶體管具有多種柵極長度和柵極寬度。傳統(tǒng)上，每個晶體管連接到至少一個單獨焊盤(pad)。例如，每個晶體管包括分別用于柵極、源極、漏極和襯底的四個終端，并且這四個終端分別連接到四個焊盤。不同的晶體管不共享相同的焊盤。因此焊盤面積遠(yuǎn)大于器件面積。焊盤面積和器件面積的總面積可能會太大。
從上文可以看出，需要一種用于表征MOS晶體管的改進(jìn)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一般地涉及集成電路。更具體地說，本發(fā)明提供了一種利用陣列與解碼器進(jìn)行器件表征的方法與系統(tǒng)。僅僅作為示例，本發(fā)明已被應(yīng)用于測試MOS晶體管。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣闊的應(yīng)用范圍。
在具體實施例中，本發(fā)明提供了一種測試器件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個焊盤和耦合到多個器件的解碼器。所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個器件選擇器件。此外，所述系統(tǒng)包括連接到所選器件的一個或多個焊盤。所述一個或多個焊盤被用于測試所選器件。
根據(jù)另一實施例，一種測試晶體管的系統(tǒng)包括多個焊盤和耦合到多個晶體管的解碼器。所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個晶體管選擇晶體管。此外，所述系統(tǒng)包括連接到用于所選晶體管的第一終端的第一焊盤、連接到用于所選晶體管的第二終端的第二焊盤、連接到用于所選晶體管的第三終端的第三焊盤、以及連接到用于所選晶體管的第四終端的第四焊盤。第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤和第四焊盤被用于測試所選晶體管。
根據(jù)又一實施例，一種測試器件的方法包括接收多個選擇信號，處理與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息，以及至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從多個器件中選擇器件。所選器件至少耦合到控制器件。此外，所述方法包括產(chǎn)生與所選器件相關(guān)聯(lián)的控制信號，由控制器件接收控制信號，由控制器件將所選器件連接到一個或多個焊盤中的至少一個焊盤，以及利用所述一個或多個焊盤測試所選器件。
通過本發(fā)明，實現(xiàn)了許多優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點。本發(fā)明的一些實施例提供了能夠明顯減少焊盤面積和/或總面積的測試機制。例如，陣列包括256個進(jìn)行測試的器件。每個器件的平均面積約100 μm2。每個器件使用一個焊盤進(jìn)行測試。每個焊盤面積約為6400μm2。在傳統(tǒng)技術(shù)中，每個器件不與其它器件共享焊盤。焊盤面積大約是總面積的98.5％。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，焊盤的總數(shù)可以從256減少到9。9個焊盤包括8個選擇焊盤和1個測試焊盤。因此，在此示例中，總焊盤面積減少了96.5％。取決于實施例，可以實現(xiàn)這些優(yōu)點中的一個或多個。將在本說明書尤其是在下文中詳細(xì)描述這些以及其它優(yōu)點。
參考隨后的詳細(xì)說明和附圖，可以更全面地理解本發(fā)明的各種其它目的、特征和優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例用于測試器件的簡化系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例用于測試器件的簡化方法。
具體實施例方式
本發(fā)明一般地涉及集成電路。更具體地說，本發(fā)明提供了一種利用陣列與解碼器進(jìn)行器件表征的方法與系統(tǒng)。僅僅作為示例，本發(fā)明已被應(yīng)用于測試MOS晶體管。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣闊的應(yīng)用范圍。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例用于測試器件的簡化系統(tǒng)。該圖僅僅是一個示例，其不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到許多變換形式、替換形式和修改形式。系統(tǒng)100包括下述組件1.選擇焊盤110；2.解碼器120；3.測試焊盤130盡管已經(jīng)使用一組選定的組件來描述系統(tǒng)100，但是可以存在許多替換、修改和變化形式。例如，一些組件可以被擴展和/或合并?？梢栽谏厦嫣岬降慕M件中插入其它的組件。取決于實施例，組件的布局可以彼此交替?？梢栽诒菊f明書尤其在下文中找到對這些組件的進(jìn)一步描述。
解碼器120耦合到進(jìn)行測試的器件的陣列140。解碼器120從選擇焊盤110接收選擇信號，并且作為響應(yīng)從陣列140選擇器件。所選器件被連接到測試焊盤130，并且陣列140的其它器件沒有連接到任何測試焊盤130。例如，陣列140包括MOS晶體管，并且所選MOS晶體管具有用于柵極區(qū)、兩個源/漏極區(qū)和襯底區(qū)的四個終端。所選MOS晶體管的每個終端連接到測試焊盤130之一。測試焊盤130包括四個焊盤，每個焊盤對應(yīng)于所選MOS晶體管的不同終端。
在一個實施例中，陣列140包括進(jìn)行測試的多個MOS晶體管。所述多個MOS晶體管之一是MOS晶體管210，MOS晶體管210包括終端212、214、216和218。測試焊盤包括焊盤250、252、254和256。焊盤250連接到用于源/漏極區(qū)的終端212，并且焊盤252連接到用于襯底區(qū)的終端214。用于柵極區(qū)的終端216連接到控制晶體管230，用于源/漏極區(qū)的終端218連接到控制晶體管220。控制晶體管220和230的每個柵極接收控制信號240。例如，解碼器120響應(yīng)于從選擇焊盤110接收的選擇信號而選擇晶體管210。作為響應(yīng)，控制信號240接通控制晶體管220和230。用于柵極區(qū)的終端216連接到焊盤254，并且用于源/漏極區(qū)的終端218連接到焊盤256。在另一示例中，晶體管210沒有被解碼器120響應(yīng)于從選擇焊盤110接收的選擇信號而選擇。作為響應(yīng)，控制信號240關(guān)斷控制晶體管220和230。用于柵極區(qū)的終端216沒有連接到焊盤254，并且用于源/漏極區(qū)的終端218沒有連接到焊盤256。
在另一實施例中，陣列140包括256個進(jìn)行測試的器件。選擇焊盤110包括8個焊盤，用于解碼器120在二進(jìn)制基礎(chǔ)上選擇256個器件之一。在又一實施例中，器件的陣列140被未以陣列布置的多個器件所替代。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例用于測試器件的簡化方法。該圖僅僅是一個示例，其不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到許多變換形式、替換形式和修改形式。方法300包括下述步驟1.步驟310，接收選擇信號；2.步驟320，選擇器件；3.步驟330，接通或關(guān)斷控制器件；4.步驟340，測試所選器件。
盡管已經(jīng)使用一組選定的步驟來描述方法300，但是可以存在許多替換、修改和變化形式。例如，一些步驟可以被擴展和/或合并?？梢栽谏厦嫣岬降牟襟E中插入其它的步驟。取決于實施例，步驟的布置可以彼此交替?？梢栽诒菊f明書尤其在下文中找到對這些步驟的進(jìn)一步描述。
在步驟310中，選擇信號被接收。例如，解碼器120從選擇焊盤110接收選擇信號。在步驟320，從器件是從多個器件選擇的。例如，器件210是從陣列140選擇的，并且陣列140包括多個進(jìn)行測試的器件。
在步驟330，用于多個器件的控制器件被接通或關(guān)斷。例如，陣列140包括多個進(jìn)行測試的器件。所述多個器件的每個對應(yīng)于至少一個控制器件。在一個實施例中，如果選擇了多個器件之一，則為了將所選器件連接到測試焊盤130，對應(yīng)的至少一個控制器件被接通。與所述多個器件的其它器件相對應(yīng)的控制器件被關(guān)斷，以便將每個未選器件從測試焊盤130中的至少一個焊盤斷開連接。
例如，晶體管210是由解碼器120響應(yīng)于從選擇焊盤110接收的選擇信號而選擇的。作為響應(yīng)，控制信號240接通控制晶體管220和230。用于柵極區(qū)的終端216連接到焊盤254，并且用于源/漏極區(qū)的終端218連接到焊盤256。在另一示例中，晶體管210沒有被解碼器120響應(yīng)于從選擇焊盤110接收的選擇信號而選擇。作為響應(yīng)，控制信號240關(guān)斷控制晶體管220和230。用于柵極區(qū)的終端216沒有連接到焊盤254，并且用于源/漏極區(qū)的終端218沒有連接到焊盤256。
在步驟340，選擇器件被測試。在一個實施例中，所選器件是晶體管210。例如，晶體管210被測試，以測量作為Vgs的函數(shù)的Ids和/或作為Vds的函數(shù)的Ids。Ids代表兩個源/漏極區(qū)之間的電流。Vgs代表柵極區(qū)和用作源極的源/漏極區(qū)之間的電壓降。Vds代表兩個源/漏極區(qū)之間的電壓降。在另一示例中，晶體管210被測試以測量晶體管閾值電壓Vt。
根據(jù)另一實施例，一種測試器件的系統(tǒng)包括多個焊盤和耦合到多個器件的解碼器。所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個器件選擇器件。此外，所述系統(tǒng)包括連接到所選器件的一個或多個焊盤。所述一個或多個焊盤中的至少一個焊盤沒有連接到所述多個器件中除所選器件之外的任何器件。所述一個或多個焊盤被用于測試所選器件。例如，該系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)100實現(xiàn)的。
根據(jù)另一實施例，一種測試晶體管的系統(tǒng)包括多個焊盤和耦合到多個晶體管的解碼器。所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個晶體管選擇晶體管。此外，所述系統(tǒng)包括連接到用于所選晶體管的第一終端的第一焊盤、連接到用于所選晶體管的第二終端的第二焊盤、連接到用于所選晶體管的第三終端的第三焊盤、以及連接到用于所選晶體管的第四終端的第四焊盤。第一焊盤沒有連接到所述多個晶體管中除所選晶體管之外的任何晶體管。第二焊盤沒有連接到所述多個晶體管中除所選晶體管之外的任何晶體管。第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤和第四焊盤被用于測試所選晶體管。例如，該系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)100實現(xiàn)的。
根據(jù)又一實施例，一種測試器件的方法包括接收多個選擇信號，處理與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息，以及至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從多個器件中選擇器件。所選器件至少耦合到控制器件。此外，所述方法包括產(chǎn)生與所選器件相關(guān)聯(lián)的控制信號，由控制器件接收控制信號，由控制器件將所選器件連接到一個或多個焊盤中的至少一個焊盤，以及利用所述一個或多個焊盤測試所選器件。例如，該方法是根據(jù)方法300實現(xiàn)的。
本發(fā)明具有多種應(yīng)用。在一個實施例中，系統(tǒng)100和/或方法300用來表征器件。在另一實施例中，系統(tǒng)100和/或方法300用來提取用于器件建模的參數(shù)。例如，陣列140包括多個進(jìn)行測試的MOS晶體管。這些MOS晶體管屬于相同類型，但是柵極長度和柵極寬度不同。這些MOS晶體管中的每個晶體管都被單獨選擇和測試。測試結(jié)果被用于提取特征參數(shù)，提取的特征參數(shù)可以用于器件建模和/或其它目的。
本發(fā)明具有多個優(yōu)點。本發(fā)明的一些實施例提供了能夠明顯減少焊盤面積和/或總面積的測試機制。例如，陣列140包括256個進(jìn)行測試的器件。每個器件的平均面積約100μm2。每個器件使用一個焊盤進(jìn)行測試。每個焊盤面積約為6400μm2。在傳統(tǒng)技術(shù)中，每個器件不與其它器件共享焊盤。焊盤面積大約是總面積的98.5％。根據(jù)系統(tǒng)100和/或方法300，焊盤的總數(shù)可以從256減少到9。9個焊盤包括8個選擇焊盤和1個測試焊盤。因此，總焊盤面積減少了96.5％。
還應(yīng)當(dāng)理解，這里所描述的示例和實施例只是為了說明的目的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。這些修改和變化都在本申請的精神和范圍內(nèi)，并且也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測試器件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個焊盤；耦合到多個器件的解碼器，所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個器件選擇器件；連接到所選器件的一個或多個焊盤；其中所述一個或多個焊盤中的至少一個焊盤沒有連接到所述多個器件中除所選器件之外的任何器件；所述一個或多個焊盤被用于測試所選器件。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個器件以陣列布置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個器件的每個器件被耦合到至少一個控制器件；所述至少一個控制器件被耦合到所述一個或多個焊盤的至少一個焊盤。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述解碼器還被配置至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息來產(chǎn)生控制信號。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所選器件被至少耦合到控制器件；所述控制器件被配置接收所述控制信號，并且響應(yīng)于所述控制信號而將所選器件連接到所述一個或多個焊盤中的至少一個焊盤。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個器件包括多個晶體管。
7.一種測試晶體管的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個焊盤；耦合到多個晶體管的解碼器，所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個晶體管選擇晶體管；連接到用于所選晶體管的第一終端的第一焊盤；連接到用于所選晶體管的第二終端的第二焊盤；連接到用于所選晶體管的第三終端的第三焊盤；連接到用于所選晶體管的第四終端的第四焊盤；其中第一焊盤沒有連接到所述多個晶體管中除所選晶體管之外的任何晶體管；第二焊盤沒有連接到所述多個晶體管中除所選晶體管之外的任何晶體管；第一焊盤、第二焊盤、第三焊盤和第四焊盤被用于測試所選晶體管。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述多個器件以陣列布置。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所選晶體管被耦合到第一晶體管和第二晶體管；第一晶體管被耦合到第一焊盤；第二晶體管被耦合到第二焊盤。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述解碼器還被配置至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息來產(chǎn)生控制信號。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中第一晶體管被配置接收所述控制信號，并且響應(yīng)于所述控制信號而將第一焊盤連接到第一終端。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中第二晶體管被配置接收所述控制信號，并且響應(yīng)于所述控制信號而將第二焊盤連接到第二終端。
13.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中第一終端與所選晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)相關(guān)聯(lián)。
14.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中第二終端與所選晶體管的柵極區(qū)相關(guān)聯(lián)。
15.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中第三焊盤被連接到所述多個晶體管中的每個晶體管；第四焊盤被連接到所述多個晶體管中的每個晶體管。
16.一種測試器件的方法，所述方法包括接收多個選擇信號；處理與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息；至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從多個器件中選擇器件，所選器件至少耦合到控制器件；產(chǎn)生與所選器件相關(guān)聯(lián)的控制信號；由所述控制器件接收所述控制信號；由所述控制器件將所選器件連接到一個或多個焊盤中的至少一個焊盤；利用所述一個或多個焊盤測試所選器件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述控制器件包括晶體管；連接所選器件包括響應(yīng)于所述控制信號而接通所述晶體管。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所選器件包括所選晶體管。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中測試所選器件包括測量所選晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)之間的作為電壓函數(shù)的電流。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中測試所選器件包括測量所選晶體管的閾值電壓。
全文摘要
一種測試器件的系統(tǒng)與方法。所述系統(tǒng)包括多個焊盤和耦合到多個器件的解碼器。所述解碼器被配置從所述多個焊盤接收多個選擇信號，并至少基于與所述多個選擇信號相關(guān)聯(lián)的信息從所述多個器件選擇器件。此外，所述系統(tǒng)包括連接到所選器件的一個或多個焊盤。所述一個或多個焊盤中的至少一個焊盤沒有連接到所述多個器件中除所選器件之外的任何器件。所述一個或多個焊盤被用于測試所選器件。
文檔編號G01R31/00GK1987501SQ20051011199
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者龔斌 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司