[实用新型]一种测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体可靠性测试，特别是涉及一种测试结构。

背景技术

在半导体器件的大规模生产中，通过对后段制程中的半导体器件进行可靠性测试，可以发现和纠正缺陷以解决缺陷产生的问题，因此，半导体器件的可靠性测试对于提高良率、改善工艺技术的可靠性和稳定性非常重要。

随着超大规模集成电路的迅猛发展，集成度不断提高，金属连线的线宽不断缩小，问题也随之而来，金属连线在较大电流密度的作用下，极易因电迁移造成空洞的产生，如图1所示，金属连线上的空洞，增大金属连线的电阻，直接影响传输信号的准确性；而空洞增大则会造成电路的断路，对芯片性能和良率产生重大影响，金属连线的断接已成为一个不可忽视的问题。

此外，集成电路芯片由各种不同材质的金属及电介质材料构成，在金属层之间，需要用非导电性的电介质材料将金属层互相隔离，这种层与层之间的电介质材料称为层间电介质。一般而言，层间电介质层(Inter Layer Dielectrics)需要具有较高的击穿电压，以保证可靠的电性能，高的击穿电压可以使半导体器件具有良好的可靠性。

因此，对金属连线的可靠性和对层间电介质层的可靠性测试在集成电路的可靠性测试中显得尤为重要。

如图1所示为现有技术中提供的一种用于测试绝对击穿电压V_bd和与时间相关电介质击穿特性TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)的测试结构1。所述测试结构1由第一梳状金属结构11和第二梳状金属结构12组成，第一梳状金属结构11和第二梳状金属结构12的金属梳齿部分相互交叉设置。在梳状金属结构上施加强制电压，一般一端接地，另一端接测试电压，使互相交叉的金属梳齿部分之间的层间电介质材料的两侧产生电压差，逐渐升高测试电压，同时监测漏电流，一开始漏电流平稳升高，当漏电流出现急剧增大现象时，说明层间电介质材料被击穿，转折点的电压即为击穿电压V_bd；对与时间相关电介质击穿特性TDDB进行测试时，则是在两端施加恒定的电压差，一般一端接地，另一端接恒定的测试电压，使互相交叉的金属梳齿部分之间的层间电介质材料的两侧产生恒定电压差，电子在层间电介质材料上积累，经过一段时间后，层间电介质材料被击穿。

为了满足各种不同的测试目的，需要各种不同的测试结构来实现，不同的测试结构完成不同的测试目的，如图2所示，当所述梳状结构中梳齿部分的金属连线断接时，现有技术中用来检测绝对击穿电压V_bd和与时间相关电介质击穿特性TDDB的测试结构1无法检测出断接问题。芯片上包含了众多完成不同测试目的的各种测试结构，他们占用了芯片的有效区域，如何在已有测试结构上进行改造，复用已有测试结构完成新的测试目的成为可靠性测试领域需要解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种测试结构，用于解决现有技术中金属连线断接的检测问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种测试结构，所述测试结构至少包括：

第一梳状金属结构和第二梳状金属结构；

所述第一梳状金属结构包括第一金属梳柄、多个第一金属梳齿及用于连接所述第一金属梳柄和所述多个第一金属梳齿的多个第一二极管，所述第一二极管的阳极连接于所述第一金属梳柄，阴极连接于所述第一金属梳齿，所述第一金属梳齿通过连接金属实现串联连接；

所述第二梳状金属结构包括第二金属梳柄、多个第二金属梳齿及用于连接所述第二金属梳柄和所述多个第二金属梳齿的多个第二二极管，所述第二二极管的阴极连接于所述第二金属梳柄，阳极连接于所述第二金属梳齿，所述第二金属梳齿通过连接金属实现串联连接；

所述第一梳状金属结构和所述第二梳状金属结构通过第三二极管实现连接，所述第三二极管的阳极连接于所述第二梳状金属结构，阴极连接于所述第一梳状金属结构；

所述第一金属梳齿与所述第二金属梳齿相互交叉设置。

优选地，所述第一梳状金属结构和所述第二梳状金属结构由层间电介质隔开。

更优选地，所述层间电介质的材料为二氧化硅。

优选地，所述测试结构的金属材质为铜。

优选地，所述连接金属与所述第一金属梳齿和所述第二金属梳齿垂直分布，中间由层间电介质层隔开，通过中间的通孔实现电性连接。

优选地，所述第一金属梳齿和所述第二金属梳齿的上层或下层。

优选地，所述第一二极管、第二二极管及第三二极管为肖特基二极管。