[发明专利]用于测量微电子元件分层金属化结构中机械应力的传感器

权利要求书

1.一种被结合在分层结构中的应力传感器，所述分层结构包括多层(M_n、M_n+1)，所述多层包括电导体和用于互连不同层的导体的通孔连接，各层的所述导体和通孔连接被嵌入在介电材料的层中，所述应力传感器包括：

-在所述分层结构的第一层(M_n)中的第一导体，所述第一导体执行晶体管的栅电极的功能；

-与所述第一导体接触的介电层，所述介电层执行所述晶体管的栅极介电的功能；

-在所述介电层上的半导体材料的一部分，半导体材料的该部分执行所述晶体管的沟道的功能；以及

-与所述沟道电接触的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别执行晶体管的源极和漏极的功能，所述第一通孔和所述第二通孔在与所述第一层(M_n)相邻的第二层(M_n+1)中被电连接到各个导体，

其中，所述第一通孔和所述第二通孔中的至少一者对应于伪通孔(pseudo-via)，所述伪通孔由其电阻对沿所述第一通孔和所述第二通孔方向作用在分层结构上的机械应力敏感的材料形成，并且其中所述伪通孔的电阻对机械应力的敏感性足以通过在所述晶体管处于导通状态时读出所述晶体管的漏极电流来促进对应力的测量。

2.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述沟道和所述伪通孔由同一材料形成。

3.如权利要求2所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔和所述沟道被掺杂，并且其中所述伪通孔中的掺杂剂密度与所述沟道中的密度不同。

4.如权利要求2所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔由非晶硅或多晶硅形成。

5.如权利要求2所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔由铟镓锌氧化物(IGZO)形成。

6.如权利要求2所述的应力传感器，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔两者都对应于伪通孔。

7.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔由非晶硅或多晶硅形成。

8.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔由铟镓锌氧化物(IGZO)形成。

9.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔两者都对应于伪通孔。

10.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，仅所述第一通孔是伪通孔，并且其中所述第二通孔通过所述第二通孔和所述沟道之间的接触材料被连接到所述沟道。

11.如权利要求1所述的应力传感器，其特征在于，所述伪通孔的电阻的敏感性高于或等于50ppm/MPa。

12.一种包括分层结构的微电子元件，所述分层结构包括多层(M_n、M_n+1)，所述多层包括电导体和用于互连不同层的导体的通孔连接，各层的所述导体和通孔连接被嵌入在介电材料的层中，并且其中根据权利要求1所述的至少一个传感器被结合在所述微电子元件的分层结构中。

13.如权利要求12所述的元件，其特征在于，多个传感器跨所述分层结构的至少一部分的表面区域分布，并且其中所述多个传感器能够通过耦合到所述传感器的栅电极的字线和通过多个位线来访问，每个位线将传感器子组的源电极或漏电极互连。

14.如权利要求13所述的元件，其特征在于，所述传感器以规则间隔的二维阵列布置。

15.如权利要求13所述的元件，其特征在于，所述元件是集成电路管芯，并且其中所述分层结构是管芯的后道工艺(BEOL)部分。