集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)包括：待測(cè)結(jié)構(gòu)；N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，N為大于0的正整數(shù)；包括第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)的引線結(jié)構(gòu)；和包括第一通孔結(jié)構(gòu)和第二通孔結(jié)構(gòu)的通孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還揭示了該測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法，包括：提供一襯底，根據(jù)所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)在所述襯底上形成實(shí)際待測(cè)試結(jié)構(gòu)；所述第二引線結(jié)構(gòu)接一第一測(cè)試電流，所述第一節(jié)點(diǎn)接地，測(cè)量第一失效電流。本發(fā)明的測(cè)試結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確評(píng)估焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，從而保證可靠性分析的準(zhǔn)確性。
【專利說明】集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造業(yè)中的可靠性(Reliability)領(lǐng)域，特別是涉及一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integration,簡(jiǎn)稱VLSI)中的可靠性問題受到焦耳熱效應(yīng)的影響。隨著特征尺寸(Critical Dimension)縮小，使得高阻材料(Highresistance)的焦耳熱效應(yīng)更加明顯。這是因?yàn)樘卣鞒叽绲目s小將導(dǎo)致高阻材料與其它器件之間的距離的減小，高阻材料通電后產(chǎn)生的熱量傳遞給相鄰的器件，從而使相鄰的器件受:熱而失效。
[0003]為了評(píng)價(jià)由于焦耳熱效應(yīng)而產(chǎn)生的可靠性問題，現(xiàn)有技術(shù)中用于可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)只能評(píng)價(jià)高阻材料產(chǎn)生的焦耳熱對(duì)其本身的影響。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖，如圖1所示，待測(cè)結(jié)構(gòu)11周圍具有若干虛擬結(jié)構(gòu)12，待測(cè)結(jié)構(gòu)11和若干虛擬結(jié)構(gòu)12電隔絕，所以在對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)11接入電流時(shí)，虛擬結(jié)構(gòu)12中沒有電流，整個(gè)測(cè)試結(jié)構(gòu)只有待測(cè)結(jié)構(gòu)11會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，所以無法測(cè)試相鄰器件的焦耳熱對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)11產(chǎn)生的影響。
[0004]因此，如何提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，能準(zhǔn)確評(píng)估焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，從而保證可靠性分析的準(zhǔn)確性，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，能準(zhǔn)確評(píng)估焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，從而保證可靠性分析的準(zhǔn)確性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括:
[0007]待測(cè)結(jié)構(gòu)；
[0008]N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)臨近且電連接，N為大于O的正整數(shù)；
[0009]引線結(jié)構(gòu)，位于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的上層，包括第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)，所述第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)用于為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電流；以及
[0010]通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)和第二通孔結(jié)構(gòu)，其中，所述第一引線結(jié)構(gòu)通過第一通孔結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的一端連接，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的另一端通過第二通孔結(jié)構(gòu)與所述第二引線結(jié)構(gòu)連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)位于同一層。
[0012]進(jìn)一步的，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)均為條形，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)均勻排列于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的四周，N大于等于4。[0013]進(jìn)一步的，N為12，條形的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的每個(gè)邊的側(cè)面均依次排列3個(gè)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步的，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)位于相鄰層。
[0015]進(jìn)一步的，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)為弓形，橫跨于N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)的上方。
[0016]進(jìn)一步的，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)后，再與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
[0017]進(jìn)一步的,N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián),再通過一第一節(jié)點(diǎn)和一第二節(jié)點(diǎn)并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?，再通過所述第二節(jié)點(diǎn)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
[0018]進(jìn)一步的，所述整流元件為一二極管。
[0019]進(jìn)一步的，所述虛擬結(jié)構(gòu)的材料為多晶硅、氮化鈦或氮化鉈。
[0020]進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，包括:
[0021]提供一襯底，根據(jù)如權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)在所述襯底上形成實(shí)際待測(cè)試結(jié)構(gòu)；
[0022]所述第二引線結(jié)構(gòu)接一第一測(cè)試電流，所述第一節(jié)點(diǎn)接地，測(cè)量第一失效電流。
[0023]進(jìn)一步的，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)后，再與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)，Ihi = IS1/N，其中，Ihi為所述第一失效電流，Isi為所述第一測(cè)試電流。
[0024]進(jìn)一步的,N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián),再通過一第一節(jié)點(diǎn)和一第二節(jié)點(diǎn)并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?，再通過所述第二節(jié)點(diǎn)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
[0025]進(jìn)一步的，所述整流元件為一二極管。
[0026]進(jìn)一步的，所述集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法還包括:
[0027]所述第一節(jié)點(diǎn)接一第二測(cè)試電流，所述第二引線結(jié)構(gòu)接地，測(cè)量第二失效電流，Ih2=IS2，Ih2為所述第二失效電流，Is2為所述第二測(cè)試電流。
[0028]進(jìn)一步的，通過電阻溫度系數(shù)或電遷移來評(píng)價(jià)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)是否失效。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)中所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在對(duì)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)接入電流時(shí)，所述虛擬結(jié)構(gòu)中也有電流，所述虛擬結(jié)構(gòu)對(duì)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，能準(zhǔn)確模擬真實(shí)電路中焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，從而保證可靠性分析的準(zhǔn)確性。
[0031]2、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)可以位于同一層，從而可以模擬真實(shí)電路中同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，評(píng)估同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響；所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)也可以位于相鄰層，從而可以模擬真實(shí)電路中相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，評(píng)估相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。
[0032]3、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)，再并聯(lián)一整流元件后，與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)，所述整流元件具有單向?qū)üδ埽?dāng)所述第一引線結(jié)構(gòu)接一測(cè)試電流，所述第二引線結(jié)構(gòu)接地時(shí)，所述整流元件導(dǎo)通，所述虛擬結(jié)構(gòu)短路而不產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，此時(shí)測(cè)得的所述第一失效電流為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流；當(dāng)所述第二引線結(jié)構(gòu)接所述測(cè)試電流，所述第一引線結(jié)構(gòu)接地時(shí)，所述整流元件不導(dǎo)通，所述虛擬結(jié)構(gòu)由電流而產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，此時(shí)測(cè)得的所述第二失效電流為所述虛擬結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流。所以該測(cè)試結(jié)構(gòu)即可以測(cè)得所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流，又可以測(cè)得所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0034]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0035]圖3為圖2沿剖開線C-C’的剖面圖；
[0036]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0037]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法的流程圖；
[0038]圖6a_圖6b為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法中的等效電路圖；
[0039]圖7為本發(fā)明又一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0040]圖8為圖7沿剖開線D-D’的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0042]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0043]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0044]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)包括待測(cè)結(jié)構(gòu)以及N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，真實(shí)模擬了實(shí)際電路中焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。
[0045]結(jié)合上述核心思想，本發(fā)明提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括:
[0046]待測(cè)結(jié)構(gòu)；
[0047]N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，N為大于O的正整數(shù)；
[0048]引線結(jié)構(gòu)，位于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的上層，包括第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)，所述第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)用于為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電流；
[0049]通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)和第二通孔結(jié)構(gòu)，其中，所述第一引線結(jié)構(gòu)通過第一通孔結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的一端連接，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的另一端通過第二通孔結(jié)構(gòu)與所述第二引線結(jié)構(gòu)連接。
[0050]進(jìn)一步，結(jié)合上述集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了一種測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0051]步驟S01，提供一襯底，根據(jù)所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)在所述襯底上形成實(shí)際待測(cè)試結(jié)構(gòu)；
[0052]步驟S02，所述第二引線結(jié)構(gòu)接一第一測(cè)試電流，所述第一節(jié)點(diǎn)接地，測(cè)量第一失效電流。
[0053]以下列舉所述集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法的幾個(gè)實(shí)施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0054]【第一實(shí)施例】
[0055]本第一實(shí)施例中，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)位于同一層，以評(píng)估同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。以下請(qǐng)參考圖2-圖3，其中，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3為圖2沿剖開線C-C’的剖面圖。
[0056]如圖2所示，待測(cè)結(jié)構(gòu)111與N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)121電連接，當(dāng)對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)111接入電流時(shí)，虛擬結(jié)構(gòu)121中也有電流通過，虛擬結(jié)構(gòu)121產(chǎn)生熱量，對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)111產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，從而能準(zhǔn)確評(píng)估器件的焦耳熱效應(yīng)對(duì)相鄰器件的影響。其中，N為大于O的正整數(shù)，具體的數(shù)值不做限制，如可以為1、2、4、8、12、20等。
[0057]在本實(shí)施例中，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述虛擬結(jié)構(gòu)121均為條形，條形的結(jié)構(gòu)的制備比較簡(jiǎn)單，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121均勻排列于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的四周，以使所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的4個(gè)邊均能均勻地 接收到虛擬結(jié)構(gòu)121產(chǎn)生熱量，由于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述虛擬結(jié)構(gòu)121均為條形，為了使所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的四周均具有虛擬結(jié)構(gòu)121，N需要大于等于4，如5、6、8、10等。為了使述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的4個(gè)邊接收到的虛擬結(jié)構(gòu)121產(chǎn)生熱量相等，N較佳的為4的倍數(shù)，如4、8、12、16、20等，且條形的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的每個(gè)邊的側(cè)面均依次排列數(shù)量相等的所述虛擬結(jié)構(gòu)121。當(dāng)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的四周均勻排列有虛擬結(jié)構(gòu)121時(shí)，待測(cè)結(jié)構(gòu)111受熱均勻，避免受熱不均引起的誤差，測(cè)量精準(zhǔn)。當(dāng)待測(cè)結(jié)構(gòu)111每個(gè)邊的側(cè)面均排列的虛擬結(jié)構(gòu)121數(shù)量越多時(shí)，焦耳熱效應(yīng)越明顯，由焦耳熱效應(yīng)而產(chǎn)生的失效越容易測(cè)到；但如果待測(cè)結(jié)構(gòu)111每個(gè)邊的側(cè)面均排列的虛擬結(jié)構(gòu)121數(shù)量過多時(shí)，虛擬結(jié)構(gòu)121依次排列，排列在外邊的虛擬結(jié)構(gòu)121離待測(cè)結(jié)構(gòu)111太遠(yuǎn)，而不會(huì)對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)111產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)。所以虛擬結(jié)構(gòu)121的數(shù)量也不易取太多，否則會(huì)造成浪費(fèi)。較佳的，N當(dāng)為12時(shí)，條形的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的每個(gè)邊的側(cè)面均依次排列3個(gè)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)121，如圖2所示，則既可以使焦耳熱效應(yīng)越明顯，也不至于造成浪費(fèi)。
[0058]本發(fā)明的測(cè)試結(jié)構(gòu)還包括通孔結(jié)構(gòu)和引線結(jié)構(gòu)，通孔結(jié)構(gòu)和引線結(jié)構(gòu)用于為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111提供測(cè)試用的電流。其中，引線結(jié)構(gòu)位于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的上層，引線結(jié)構(gòu)包括第一引線結(jié)構(gòu)141和第二引線結(jié)構(gòu)142，所述第一引線結(jié)構(gòu)141和第二引線結(jié)構(gòu)142用于為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電流。通孔結(jié)構(gòu)包括第一通孔結(jié)構(gòu)131和第二通孔結(jié)構(gòu)132，其中，所述第一引線結(jié)構(gòu)141通過第一通孔結(jié)構(gòu)131與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的一端連接，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的另一端通過第二通孔結(jié)構(gòu)132與所述第二引線結(jié)構(gòu)142連接，如圖3所示。引線結(jié)構(gòu)可以包括常規(guī)的電流提供端和電壓感應(yīng)端，以提供電流和測(cè)量電壓，此為本領(lǐng)域的慣用手段，在此不作贅述。引線結(jié)構(gòu)可以為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111相鄰的上一層，也可以為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111不相鄰的上層，具體不做限制。
[0059]在本實(shí)施例中，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121并聯(lián)后，與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111串聯(lián)，使得當(dāng)通過引線結(jié)構(gòu)對(duì)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111通電流為I時(shí),所述虛擬結(jié)構(gòu)121中的電流為I/N，建立流經(jīng)待測(cè)結(jié)構(gòu)111的電流與流經(jīng)虛擬結(jié)構(gòu)121的電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，方便計(jì)算失效電流。當(dāng)N為I時(shí)，I個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121直接與與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111串聯(lián)。其中，可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)手段實(shí)現(xiàn)N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111的連接方式，如通過互聯(lián)線或墊片(Pad)，此為本領(lǐng)域的慣用手段，在此不作贅述。
[0060]較佳的，在本實(shí)施例中，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121并聯(lián)后，通過第一節(jié)點(diǎn)A和第二節(jié)點(diǎn)B并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?51，之后再通過所述第二節(jié)點(diǎn)B所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111串聯(lián)，如圖2所示。并聯(lián)一整流元件151后，可以通過改變電流的方向，實(shí)現(xiàn)虛擬結(jié)構(gòu)121是否被短路，從而實(shí)現(xiàn)控制虛擬結(jié)構(gòu)121選擇性產(chǎn)生熱量。虛擬結(jié)構(gòu)121、整流元件151與待測(cè)結(jié)構(gòu)111的具體連接方式不做限制，取決于電路設(shè)計(jì)(Design)的方式。在本實(shí)施例中整流元件151為一二極管，但其它整流元件151如晶體管，只要能實(shí)現(xiàn)單向?qū)üδ艿脑?，均在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0061]在本實(shí)施例中，待測(cè)結(jié)構(gòu)111、虛擬結(jié)構(gòu)121、通孔結(jié)構(gòu)和引線結(jié)構(gòu)的材料不做具體限制，根據(jù)需要具體測(cè)試的結(jié)構(gòu)而設(shè)置，其中，所述虛擬結(jié)構(gòu)121的材料較佳的為多晶硅、氮化鈦或氮化鉈等高阻材料，高阻材料能產(chǎn)生較多的熱量，焦耳熱效應(yīng)更加明顯。
[0062]在本實(shí)施例中，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述虛擬結(jié)構(gòu)121的結(jié)構(gòu)并不限于條形，還可以為如圖4所示結(jié)構(gòu)，虛擬結(jié)構(gòu)121為回形，亦可以使待測(cè)結(jié)構(gòu)111均勻受熱。此外，待測(cè)結(jié)構(gòu)111還可以為C形，虛擬結(jié)構(gòu)121為螺旋結(jié)構(gòu)包圍于待測(cè)結(jié)構(gòu)111四周，同樣可以使待測(cè)結(jié)構(gòu)111受熱均勻，亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。另外，待測(cè)結(jié)構(gòu)111可以直接并聯(lián)虛擬結(jié)構(gòu)121，亦可以使待測(cè)結(jié)構(gòu)111通電流時(shí)虛擬結(jié)構(gòu)121有電流，此時(shí)可以使虛擬結(jié)構(gòu)121串聯(lián)整流元件151后再并聯(lián)待測(cè)結(jié)構(gòu)111，以實(shí)現(xiàn)改變電流的方向?qū)崿F(xiàn)虛擬結(jié)構(gòu)121選擇性產(chǎn)生熱量。
[0063]以下結(jié)合圖5和圖6a_圖6b具體說明本實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法。其中，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法的流程圖，圖6a_圖6b為本發(fā)明一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法中的等效電路圖，圖6a_圖6b只是為了更好地說明本實(shí)施例的測(cè)試原理，只是等效電路圖，并不表示實(shí)際的測(cè)試結(jié)構(gòu)。
[0064]首先，進(jìn)行步驟S01，提供一襯底，根據(jù)所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)在所述襯底上形成實(shí)際待測(cè)試結(jié)構(gòu)；
[0065]然后，進(jìn)行步驟S02，所述第二引線結(jié)構(gòu)142接一第一測(cè)試電流Isi，所述第一節(jié)點(diǎn)A接地，測(cè)量第一失效電流Im，等效電路圖如圖6a所示。在本實(shí)施例的步驟S02中，電流從所述第二引線結(jié)構(gòu)142，經(jīng)過待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述第一引線結(jié)構(gòu)141，流到所述第二節(jié)點(diǎn)B，此時(shí)整流元件151不導(dǎo)通，則電流分別流過N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)121到達(dá)第一節(jié)點(diǎn)A，虛擬結(jié)構(gòu)121由于產(chǎn)生熱量，對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)111產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，會(huì)使待測(cè)結(jié)構(gòu)111失效，此時(shí)的第一失效電流Ihi為每一虛擬結(jié)構(gòu)121在待測(cè)結(jié)構(gòu)111失效時(shí)的電流，評(píng)估的為同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。Im = IS1/N，其中，Im為所述第一失效電流，Isi為所述第一測(cè)試電流。[0066]由于本實(shí)施例中，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)111并聯(lián)，再通過第一節(jié)點(diǎn)A和第二節(jié)點(diǎn)B并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?51后，再通過所述第二節(jié)點(diǎn)B與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)121串聯(lián)，所以測(cè)試方法還包括:所述第一節(jié)點(diǎn)A接所述第二測(cè)試電流，所述第二引線結(jié)構(gòu)142接地，測(cè)量第二失效電流Ih2，等效電路圖如圖6b所示。在本實(shí)施例的步驟S03中，電流從第一節(jié)點(diǎn)A流出，此時(shí)整流元件151導(dǎo)通，則N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)121短路，電流經(jīng)過整流元件151流到第二節(jié)點(diǎn)B，再經(jīng)過所述第一引線結(jié)構(gòu)141、待測(cè)結(jié)構(gòu)111流到第二引線結(jié)構(gòu)142。由于虛擬結(jié)構(gòu)121不產(chǎn)生熱量，不會(huì)對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)111產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，此時(shí)待測(cè)結(jié)構(gòu)111的失效，為本身的焦耳熱效應(yīng)二失效的結(jié)果，此時(shí)的第二失效電流Ih2為待測(cè)結(jié)構(gòu)111在其失效時(shí)的電流，評(píng)估的為器件產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)本身的影響。IH2 = Is2，其中，Ih2S所述第二失效電流，Is2為所述第二測(cè)試電流。
[0067]在本實(shí)施例中，可以通過電阻溫度系數(shù)或電遷移來評(píng)價(jià)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111是否失效。
[0068]在本實(shí)施例中，整流元件151在所述第二引線結(jié)構(gòu)142接一第一測(cè)試電流Isi時(shí)不導(dǎo)通，但也可以變化接入方式，使整流元件151在所述第二引線結(jié)構(gòu)142接一第一測(cè)試電流Isi時(shí)導(dǎo)通，亦可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的單向?qū)ǘ刂齐娏鞯墓δ堋?br> [0069]【第二實(shí)施例】
[0070]以下請(qǐng)參考圖7和圖8，圖7為本發(fā)明又一實(shí)施例中集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖8為圖7沿剖開線D-D’的剖面圖。在圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示等同于圖2中的標(biāo)號(hào)。第二實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，區(qū)別在于，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述虛擬結(jié)構(gòu)121位于相鄰層，以評(píng)估相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。
[0071]較佳的，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111為弓形，橫跨于N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)121的上方，所述虛擬結(jié)構(gòu)121產(chǎn)生的熱量可 以均勻地傳遞給待測(cè)結(jié)構(gòu)111。
[0072]由于在本實(shí)施例中所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111和所述虛擬結(jié)構(gòu)121并不限于圖7所示的結(jié)構(gòu)，如所述虛擬結(jié)構(gòu)121可以為弓形，待測(cè)結(jié)構(gòu)111為條形并橫跨于所述虛擬結(jié)構(gòu)121的上方，也能將產(chǎn)生的熱量均勻地傳遞給待測(cè)結(jié)構(gòu)111，亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0073]本發(fā)明并不限于以上兩個(gè)實(shí)施例，例如所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111可以位于所述虛擬結(jié)構(gòu)121的下方的相鄰層，或所述待測(cè)結(jié)構(gòu)111既位于所述虛擬結(jié)構(gòu)121的同一層由位于所述虛擬結(jié)構(gòu)121的相鄰層，同時(shí)評(píng)估同一層電阻和相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。
[0074]綜上所述，本發(fā)明提供一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)包括待測(cè)結(jié)構(gòu)以及N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，真實(shí)模擬了實(shí)際電路中焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的含有偏壓溫度不穩(wěn)定性測(cè)試電路具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0075]1、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)中所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)電連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在對(duì)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)接入電流時(shí)，所述虛擬結(jié)構(gòu)中也有電流，所述虛擬結(jié)構(gòu)對(duì)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，能準(zhǔn)確模擬真實(shí)電路中焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，從而保證可靠性分析的準(zhǔn)確性。
[0076]2、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)可以位于同一層，從而可以模擬真實(shí)電路中同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，評(píng)估同一層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響；所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)也可以位于相鄰層，從而可以模擬真實(shí)電路中相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響，評(píng)估相鄰層電阻產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)對(duì)器件的影響。
[0077]3、本發(fā)明提供的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其測(cè)試方法，該測(cè)試結(jié)構(gòu)的N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)，再并聯(lián)一整流元件后，與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)，所述整流元件具有單向?qū)üδ埽?dāng)所述第一引線結(jié)構(gòu)接一測(cè)試電流，所述第二引線結(jié)構(gòu)接地時(shí)，所述整流元件導(dǎo)通，所述虛擬結(jié)構(gòu)短路而不產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，此時(shí)測(cè)得的所述第一失效電流為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流；當(dāng)所述第二引線結(jié)構(gòu)接所述測(cè)試電流，所述第一引線結(jié)構(gòu)接地時(shí)，所述整流元件不導(dǎo)通，所述虛擬結(jié)構(gòu)由電流而產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，此時(shí)測(cè)得的所述第二失效電流為所述虛擬結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流。所以該測(cè)試結(jié)構(gòu)即可以測(cè)得所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流，又可以測(cè)得所述待測(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)熱而導(dǎo)致所述待測(cè)結(jié)構(gòu)失效的電流。
[0078]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括: 待測(cè)結(jié)構(gòu)； N個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)臨近且電連接，N為大于O的正整數(shù)； 引線結(jié)構(gòu)，位于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的上層，包括第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)，所述第一引線結(jié)構(gòu)和第二引線結(jié)構(gòu)用于為所述待測(cè)結(jié)構(gòu)提供電流；以及 通孔結(jié)構(gòu)，包括第一通孔結(jié)構(gòu)和第二通孔結(jié)構(gòu)，其中，所述第一引線結(jié)構(gòu)通過第一通孔結(jié)構(gòu)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的一端連接，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的另一端通過第二通孔結(jié)構(gòu)與所述第二引線結(jié)構(gòu)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)位于同一層。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)均為條形，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)均勻排列于所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的四周，N大于等于4。
4.如權(quán)利要求3所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，N為12，條形的所述待測(cè)結(jié)構(gòu)的每個(gè)邊的側(cè)面均依次排列3個(gè)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)和所述虛擬結(jié)構(gòu)位于相鄰層。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待測(cè)結(jié)構(gòu)為弓形，橫跨于N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)的上方。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)后，再與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)，再通過一第一節(jié)點(diǎn)和一第二節(jié)點(diǎn)并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?，再通過所述第二節(jié)點(diǎn)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述整流元件為一二極管。
10.如權(quán)利要求1所述的互連電遷移的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述虛擬結(jié)構(gòu)的材料為多晶硅、氮化鈦或氮化鉈。
11.一種集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，包括: 提供一襯底，根據(jù)如權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)在所述襯底上形成實(shí)際待測(cè)試結(jié)構(gòu)； 所述第二引線結(jié)構(gòu)接一第一測(cè)試電流，所述第一節(jié)點(diǎn)接地，測(cè)量第一失效電流。
12.如權(quán)利要求11所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，其特征在于，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)后，再與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)，Ihi = IS1/N，其中，ImS所述第一失效電流，Isi為所述第一測(cè)試電流。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，其特征在于，N個(gè)所述虛擬結(jié)構(gòu)并聯(lián)，再通過一第一節(jié)點(diǎn)和一第二節(jié)點(diǎn)并聯(lián)一具有單向?qū)üδ艿恼髟?，再通過所述第二節(jié)點(diǎn)與所述待測(cè)結(jié)構(gòu)串聯(lián)。
14.如權(quán)利要求13所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述整流元件為一二極管。
15.如權(quán)利要求13所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，其特征在于，所述集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法還包括: 所述第一節(jié)點(diǎn)接一第二測(cè)試電流，所述第二引線結(jié)構(gòu)接地，測(cè)量第二失效電流，Ih2 =IS2，Ih2為所述第二失效電流，Is2為所述第二測(cè)試電流。
16.如權(quán)利要求11-15中任意一項(xiàng)所述的集成電路中可靠性分析的測(cè)試方法，其特征在于，通過電阻溫度系數(shù)或·電遷移來評(píng)價(jià)所述待測(cè)結(jié)構(gòu)是否失效。
【文檔編號(hào)】H01L23/544GK103824839SQ201210465725
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】馮軍宏, 甘正浩 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司