專(zhuān)利名稱(chēng)：一種硅通孔金屬互聯(lián)線電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于電子高密度三維封裝領(lǐng)域，具體涉及一種硅通孔金屬互聯(lián)方式電遷移可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
硅通孔金屬互聯(lián)線(TSV)技術(shù)是一種芯片內(nèi)的縱向互連技術(shù)，其電信號(hào)從硅片上的通孔中穿過(guò)，相比傳統(tǒng)的平面金屬線互連技術(shù)，TSV技術(shù)能顯著地提高封裝的密度，具有節(jié)省空間，降低信號(hào)延遲提高芯片性能等優(yōu)點(diǎn)。電遷移是微電子器件中互聯(lián)線路非常重要的一種失效原因，電遷移會(huì)造成互聯(lián)線路的開(kāi)路和短路。對(duì)于傳統(tǒng)互聯(lián)金屬線的電遷移性能已經(jīng)有很多研究。但是對(duì)于TSV互聯(lián)技術(shù)的電遷移研究還非常少，鑒于TSV互聯(lián)技術(shù)的電遷移與傳統(tǒng)互聯(lián)金屬線的電遷移發(fā)生環(huán)境的不同，如普通的互聯(lián)金屬線都是大部分由封裝塑料包裹，而TSV硅通孔的孔中的金屬互聯(lián)線是被硅基底包裹的，所以需要對(duì)TSV互聯(lián)技術(shù)的電遷移進(jìn)行測(cè)試；由于通孔很小且四探針?lè)ú荒芟駛鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)那樣直接點(diǎn)在通孔兩端，所以迫切需要一種為T(mén)SV互聯(lián)技術(shù)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的便捷的電遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，來(lái)對(duì)各種類(lèi)型的TSV進(jìn)行電遷移測(cè)試，獲取TSV的電遷移性能，提高產(chǎn)品可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)TSV互聯(lián)形式的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)及方法，有效獲取 TSV的電遷移性能。一種硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，在硅片上分布有多個(gè)硅通孔單元，所述硅通孔單元包括三個(gè)硅通孔，第一、二、三硅通孔通過(guò)硅片反面金屬層相連，第二硅通孔與后繼相鄰硅通孔單元的第一硅通孔通過(guò)硅片正面金屬層相連，四探針的一個(gè)測(cè)頭置于第三硅通孔正面端口處，另一測(cè)頭置于硅片上與第一硅通孔通過(guò)正面金屬層相連的位置處。所述的硅通孔直徑在5 lOOOum。所述的硅通孔利用銅、鋁、鎢或鈦金屬進(jìn)行填充。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在本發(fā)明可以在一個(gè)硅片上測(cè)試多種規(guī)格的硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移性能，并且在測(cè)試過(guò)程中可以將串聯(lián)中的某些試樣切除進(jìn)行截面分析而不影響其他剩余試樣的繼續(xù)測(cè)試。本發(fā)明，具有測(cè)試成本低，操作便捷，測(cè)試效率高的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明TSV的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明TSV的通孔結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明TSV的反面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明四探針測(cè)試原理圖5為本發(fā)明硅通孔單元電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。一種硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括硅片，在硅片上分布有多個(gè)硅通孔單元，圖1、2和3分別給出了硅片正面、硅通孔和硅片反面的示意圖。圖fe給出了硅通孔單元結(jié)果示意圖，硅通孔單元包括三個(gè)硅通孔，第一、二、三硅通孔hn、h12、h13通過(guò)硅片反面金屬層相連，第二硅通孔h12與后繼相鄰硅通孔單元的第一硅通孔Ii21通過(guò)硅片正面金屬層相連。參考圖4和5，測(cè)試時(shí)電流正極加在第一硅通孔單元的第一硅通孔hn的正面端口 fn，負(fù)極加在最后一個(gè)硅通孔單元的第二硅通孔Iin2的正面端口 U，C1,…，Cn依次表示第 1到η個(gè)硅通孔單元的硅片反面金屬層，電流流向?yàn)閒n — hn — C1 — h12 — f12 — f21 — h21 — C2 — h22 — f22^ —fnl — hnl — cn — Iin2 — fn2檢測(cè)用的四探針可在f13和f14處測(cè)得孔hn的電阻變化，在f23和f24處測(cè)得孔h21 的電阻變化，依次類(lèi)推，每個(gè)單元的第一硅通孔都可以得到實(shí)時(shí)檢測(cè)。當(dāng)我們需要查看孔的截面變化時(shí)，還可以切除一個(gè)方框去觀察，其他試樣還可以繼續(xù)通以恒流，不會(huì)影響其他剩余試樣的繼續(xù)測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括硅片，其特征在于，在硅片上分布有多個(gè)硅通孔單元，所述硅通孔單元包括三個(gè)硅通孔，第一、二、三硅通孔通過(guò)硅片反面金屬層相連，第二硅通孔與后繼相鄰硅通孔單元的第一硅通孔通過(guò)硅片正面金屬層相連，四探針的一個(gè)測(cè)頭置于第三硅通孔正面端口處，另一測(cè)頭置于硅片上與第一硅通孔通過(guò)正面金屬層相連的位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔金屬互聯(lián)電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的硅通孔直徑在5 1 OOOum。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔金屬互聯(lián)電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的硅通孔利用銅、鋁、鎢或鈦金屬進(jìn)行填充。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括硅片，硅片上分布有多個(gè)硅通孔單元，所述硅通孔單元包括三個(gè)硅通孔，第一、二、三硅通孔通過(guò)硅片反面金屬層相連，第二硅通孔與后繼相鄰硅通孔單元的第一硅通孔通過(guò)硅片正面金屬層相連，四探針的一個(gè)測(cè)頭置于第三硅通孔正面端口處，另一測(cè)頭置于硅片上與第一硅通孔通過(guò)正面金屬層相連的位置處。本發(fā)明可在一個(gè)硅片上測(cè)試多種規(guī)格的硅通孔金屬互聯(lián)線的電遷移性能，并且在測(cè)試過(guò)程中可以將串聯(lián)中的某些試樣切除進(jìn)行截面分析而不影響其他剩余試樣的繼續(xù)測(cè)試，具有測(cè)試成本低，操作便捷，測(cè)試效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/28GK102386169SQ201110321630
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者劉勝, 呂植成, 宋斌, 楊亮, 汪學(xué)方, 袁嬌嬌 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)