[实用新型]电迁移测试结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种电迁移测试结构。

背景技术

半导体器件在制备完成后，通常需要进行多种测试以监测器件的性能。其中，电迁移(EM：Electro Migration)是半导体铝制程或铜制程工艺后段可靠性评估的重要项目之一。电迁移是指在一定温度下，在金属中施加一定的电流，电子定向运动形成“电子风”，推动金属互连线或者通孔中金属原子迁移，在金属中形成空洞或隆起的物理现象。电迁移形成的空洞或隆起到达一定程度就使集成电路中的金属互连线发生断路或短路，造成失效。

具体的，请参考图1，现有技术中电迁移测试结构，包括：第一施加端(Force)11、第二施加端12、第一感知端(Sense)13、第二感知端14、待测金属线20、环形金属线30以及环形金属线测试端31。其中，所述待测金属线20的两端分别与所述第一施加端11和第二施加端12通过通孔连线21相连，所述第一感知端13和第一施加端11相连，所述第二感知端14和第二施加端12相连。

在现有技术中，通常会采用四端法进行电迁移测试。通过四端法测量电迁移测试结构的电阻评估待测金属线20的电迁移寿命，其缺点是按照设计规则(Design rule)，第一施加端11和第二施加端12的宽度比待测金属线的宽度更宽，而它们之间是通过通孔连线21互连，存在尺寸较小的通孔连线21落在尺寸较大的第一施加端11和第二施加端12的情况，并且电迁移测试为了尽量减少电流焦耳热的影响，会使用高温烘烤，通常烘烤的温度范围是在200～350摄氏度，高温烘烤导致应力迁移效应可能非常显著，影响电迁移的测试准确度。

所述应力迁移(SM：Stress Migration)也是半导体铝铜制程工艺后段可靠性评估的重要项目之一。应力迁移是在一定温度下，由于金属互联与其周围绝缘材料热涨系数不同导致金属受到应力，在应力作用下金属中晶粒空隙向应力集中的地方汇集，从而在金属中形成空洞的物理现象。应力迁移形成的空洞到达一定程度就能使集成电路中的金属互连线发生开路，造成失效。

如上文所述，在电迁移测试中，高温烘烤温度通常在200～350摄氏度，应力迁移不可避免会发生。而在现有的电迁移测试结构的设计中，并没有考虑应力迁移的情形，势必会影响测试结果的精确度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电迁移测试结构，能够在进行电迁移测试的同时，对应力迁移也进行测试，从而有利于对电迁移进行补偿，提高测试精度。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种电迁移测试结构，包括：多个相同的测试单元、多条具有PN结的金属连线、多个感知测试盘，其中，每个所述测试单元的两端均通过所述金属连线分别与所述感知测试盘相连，构成多条测试回路，其中一部分测试回路导通时，其余部分的测试回路关断。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述测试单元包括：第一施加端、第二施加端及待测金属线，其中，所述待测金属线的两端分别与所述第一施加端和第二施加端通过通孔连线相连。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述第一施加端和第二施加端位于所述待测金属线的下一层。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述第一施加端和第二施加端位于所述待测金属线的上一层。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述待测金属线的长度为400μm。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述第一施加端和第二施加端的宽度为所述待测金属线宽度的5倍。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述测试单元的个数为2个，分别为第一测试单元和第二测试单元。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述感知测试盘的个数为2个，分别为第一感知测试盘和第二感知测试盘。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，所述第一感知测试盘与所述第一施加端相连，所述第二感知测试盘与所述第二施加端相连。

可选的，在所述的电迁移测试结构中，还包括第一施加测试盘和第二施加测试盘，所述第一施加测试盘与所述第一感知测试盘电连接，所述第二施加测试盘与所述第二感知测试盘电连接。