[发明专利]一种新型集成电路测试结构及其使用方法

说明书

技术领域

一种使用在集成电路电性测试中的测试结构，特别是一种可用于电荷泵测试中的测试结构。

背景技术

当前，CP测试(电荷泵测试，charge pumping test)已经成为一个定量测量界面态(interface-states)和氧化层积聚(Oxide-trapped)电荷的横向分配和能量的有力工具。可以用来测量因界面态和氧化层积聚电荷带来的热载流子损失。并被广泛用来研究界面态电荷密度的横向分布和能量。

而CP测试的基本试验是建立在图1所示的基本模型上。晶体管的源区和漏区连接在一起并且施加了一个固定的和衬底相反的电压。当晶体管反相时，贴近表面区域开始形成深耗尽层，这时，电子从源漏区域进入沟道区。这些电子中的一部分会被界面态俘获。当再给晶体管的栅极偏置电压使表面层进入积聚层时，在所施加的反向偏压得作用下，可移动电荷又飘移回源区和漏区。但是被陷在界面态中那部分电荷会和大量的衬底电荷再次结合，并使衬底产生剩余的负电荷。

通过检测衬底的电荷就可以检测出界面态电荷的能量及电荷横向分布。

但是，目前的HCL(热载流子注入，hot carrier injection)监测用的NMOS结构二极管直接和栅极连结，用来保护器件不受电浆导致损伤(PID，plasma induced damage)的影响。如图2中所示，在PD处的小区域内进行N型注入，使该PD处的N型区域与P衬底形成一个PN结，形成一个以衬底为P型的二极管，并用导线将NMOS晶体管的栅极连接到一个PD处。

但是，这种结构，当栅极上有大的负压时，PD处的二极管导通，电流从二极管流向衬底，所以不能够该种结构来进行需要在栅极加上负压的测试。

因而也就不能够用现有的这种NMOS结构的测试结构来进行CP测试，需要专门制作CP测试结构来进行。

发明内容

针对现有HCL监测用的测试结构不能用来进行CP测试的问题，本发明提出了一种可用来做CP测试的新型HCL测试结构及其使用方法。

本发明在现有的HCL监测用的NMOS晶体管结构上，将其中的NMOS晶体管的栅极连接到第二压焊块PAD2上，并通过一个保险丝与另一个压焊块第一压焊块PAD1相连。并将HCL监测NMOS管中的二极管PD的N型区连接到PAD1与保险丝之间的互连线，该二极管PD的P型区为衬底，故而与衬底相连。

这样，相对于原有的HCL监测用的NMOS晶体管结构，本发明提出的测试结构在结构上增加了一个在二极管PD与NMOS晶体管栅极之间增加了一个压焊块和一个保险丝。

这样，当不需要对栅极施加负压的时候，将新结构中的PAD2不接任何东西，将PAD1作为原来结构中的PAD，这样本发明提出的结构在这种情况下就和原有的结构的作用一致。二极管通过互连线和PAD2和NMOS管的栅极相连，可以将工艺中电浆所产生的电子通过二极管导走，从而很好地保护NMOS晶体管免受电浆导致损伤的影响。

当需要在栅极上施加负压时，如CP测试的情况下，在PAD1与PAD2之间施加高压，熔断保险丝。之后，撤去高压，这样形成的测试结构中，NMOS管的栅极只是与PAD2相连，没有含有二极管PD。这样，就可以在栅极上施加高的负压，进行CP测试等需要在栅极上施加负压的测试。

使用本发明，只需要先在需要对栅极施加负压的晶体管监测结构的PAD1与PAD2间施加高电压，使电阻丝熔断。即可对这些晶体管进行需要在栅极施加负压的测试，而对其他的NMOS晶体管结构或者熔断保险丝前的晶体管结构中仍然含有二极管PD，因而仍然能够有效地抑制电浆导致损伤。而且使用本发明方法简单，方便，只需要对需要熔断保险丝的晶体管的PAD1和PAD2之间施加高压，避免了专用CP测试图形的制造。

附图说明

图1是CP测试采用的基本N沟道晶体管模型；

图2是现有的HCL监测MOS结构；

图3是本发明提出的测试结构；

图4是在本发明的PAD1和PAD2上施加高压的示意图；

图5是在本发明在保险丝被熔断后的结构示意图；

图1中的11是脉冲产生器，12是直流电流表，图2中的21是二极管PD，图3中的31是保险丝。

具体实施方式