一種硅通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及半導(dǎo)體器件測(cè)試領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 穿透娃通孔技術(shù)，一般簡(jiǎn)稱娃通孔技術(shù)，英文縮寫(xiě)為T(mén)SV(t虹OUgh silicon via)。 它是=維集成電路中堆疊忍片實(shí)現(xiàn)互連的一種新的技術(shù)解決方案。由于娃通孔技術(shù)能夠使 忍片在=維方向堆疊的密度最大、忍片之間的互連線最短、外形尺寸最小，可W有效地實(shí)現(xiàn) 運(yùn)種3D忍片層疊，制造出結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、性能更強(qiáng)大、更具成本效率的忍片，成為了目前電子 封裝技術(shù)中最引人注目的一種技術(shù)。
[0003] 隨著幾何尺寸的不斷擴(kuò)大，電流密度在電路互連中急劇增加，帶來(lái)的一個(gè)最主要 的可靠性問(wèn)題就是電遷移。電遷移化Iectro Migration,EM)是半導(dǎo)體侶銅制程工藝后段可 靠性評(píng)估的重要項(xiàng)目之一，由導(dǎo)電電子與擴(kuò)散的金屬原子之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)移導(dǎo)致。在一定溫 度下，在金屬中施加一定的電流，當(dāng)電遷移發(fā)生時(shí)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)電子的部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移到鄰近的 激活離子，運(yùn)就導(dǎo)致該離子離開(kāi)原始位置。當(dāng)電流密度較大時(shí)，電子在靜電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下從 陰極向陽(yáng)極定向移動(dòng)形成"電子風(fēng)"化Iectron Wind)，進(jìn)而會(huì)引起龐大數(shù)量的原子遠(yuǎn)離它 們的原始位置。隨著時(shí)間的推移，電遷移會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體，尤其是狹窄的導(dǎo)線中出現(xiàn)斷裂或缺口 進(jìn)而阻止電子的流動(dòng)，運(yùn)種缺陷被稱為空桐(Void)或內(nèi)部失效，即開(kāi)路。電遷移還會(huì)導(dǎo)致導(dǎo) 體中的原子堆積并向鄰近導(dǎo)體漂移進(jìn)而形成突起物化illock)，產(chǎn)生意外的電連接，即短 路。由于娃通孔由金屬填充，因此也存在電遷移現(xiàn)象。
[0004] 由于娃通孔需要貫通整個(gè)娃忍片，在對(duì)娃通孔進(jìn)行電遷移測(cè)試時(shí)，往往需要施加 大電流，W加速測(cè)試，但是大電流勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生較大的焦耳熱，而焦耳熱會(huì)使得整個(gè)娃通孔電 遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的溫度在原測(cè)試溫度條件下升高，使得娃通孔電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的實(shí)際測(cè)試問(wèn) 題提高，繼而對(duì)電遷移測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其電遷移特性。
[0005] 因此，如何避免大電流引起的焦耳熱對(duì)娃通孔電遷移測(cè)試的影響，提高娃通孔電 遷移測(cè)試的準(zhǔn)確性，保證半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和可靠性，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的良品率已成 為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題之一。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種娃通孔的電遷移 測(cè)試結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中娃通孔電遷移測(cè)試中大電流產(chǎn)生的焦耳熱影響測(cè)試結(jié)果的 問(wèn)題。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié) 構(gòu)，所述娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)至少包括：
[000引通過(guò)第一底層金屬連接的第一娃通孔及第二娃通孔，所述第一娃通孔及所述第二 娃通孔的上端分別連接第一測(cè)試端及第二測(cè)試端，所述第一娃通孔、所述第二娃通孔及所 述第一底層金屬的周?chē)O(shè)置一溫度傳感器，W對(duì)所述第一娃通孔、所述第二娃通孔及所述 第一底層金屬通電后的溫度進(jìn)行檢測(cè)。
[0009 ]優(yōu)選地，所述溫度傳感器包括第二底層金屬、多晶娃層、第=娃通孔、第四娃通孔、 第=測(cè)試端W及第四測(cè)試端;所述第二底層金屬包圍于所述第一底層金屬的四周，與所述 第一底層金屬位于同一金屬層;所述多晶娃層位于所述第二底層金屬的上方，通過(guò)通孔與 所述第二底層金屬連接，并覆蓋于所述第一底層金屬上方;所述第=娃通孔的一端連接所 述第二底層金屬，另一端連接所述第=測(cè)試端;所述第四娃通孔的一端連接所述第二底層 金屬，另一端連接所述第四測(cè)試端。
[0010] 更優(yōu)選地，所述第一底層金屬及所述第二底層金屬的材質(zhì)為化或A1。
[0011] 更優(yōu)選地，所述測(cè)試端包括電壓測(cè)試端和電流測(cè)試端。
[0012] 更優(yōu)選地，各測(cè)試端與平行設(shè)置。
[0013] 更優(yōu)選地，各娃通孔中填充的材質(zhì)為化或A1。
[0014] 如上所述，本實(shí)用新型的娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有W下有益效果：
[0015] 本實(shí)用新型的娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)在原有測(cè)試結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加溫度傳感 器，W此感知大電流產(chǎn)生的焦耳熱，并據(jù)此調(diào)節(jié)電遷移測(cè)試的溫度環(huán)境，進(jìn)而避免焦耳熱效 應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)的影響，提高娃通孔電遷移測(cè)試的準(zhǔn)確性和半導(dǎo)體產(chǎn)品的良率。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1顯示為本實(shí)用新型的娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖。
[0017] 圖2顯示為本實(shí)用新型的娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0018] 元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0019] 1娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)
[0020] 111第一底層金屬
[0021] 112第二底層金屬
[0022] 121~124 第一~第四娃通孔
[0023] 131~134 第一~第四測(cè)試端
[0024] 14 多晶娃層
[00巧]15 通孔
[00%] F1、F1'、F2、F2' 第一~第四電壓測(cè)試端
[0027] S1、S1'、S2、S2' 第一第四電流測(cè)試端
[002引 Sl~S5 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0029] W下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō) 明書(shū)所掲露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可W通過(guò)另外 不同的【具體實(shí)施方式】加 W實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可W基于不同觀點(diǎn)與應(yīng) 用，在沒(méi)有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0030] 請(qǐng)參閱圖1~圖2。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅W示意方式說(shuō)明本 實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的 組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改 變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0031] 如圖1~圖2所示，本發(fā)明提供一種娃通孔的電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)1，所述娃通孔的電遷 移測(cè)試結(jié)構(gòu)1至少包括：
[0032] 通過(guò)第一底層金屬111連接的第一娃通孔121及第二娃通孔122,所述第一娃通孔 121及所述第二娃通孔122的上端分別連接第一測(cè)試端131及第二測(cè)試端132,所述第一娃通 孔121、所述第二娃通孔122及所述第一底層金屬111的周?chē)O(shè)置一溫度傳感器，W對(duì)所述第 一娃通孔121、所述第二娃通孔122及所述第一底層金屬111通電后的溫度進(jìn)行檢測(cè)。
[0033] 具體地，如圖1所示，所述第一娃通孔121的一端連接所述第一底層金屬111，另一 端連接所述第一測(cè)試端131。如圖2所示，所述第一測(cè)試端131包括第一電壓測(cè)試端Fl和第一 電流測(cè)試端Sl。
[0034] 具體地，如圖1所示，所述第二娃通孔122的一端連接所述第一底層金屬111，另一 端連接所述第二測(cè)試端132。如圖2所示，所述第二測(cè)試端132包括第二電壓測(cè)試端F2和第二 電流測(cè)試端S2。
[0035] 具體地，如圖1所示，所述溫度傳感器包括第二底層金屬112、多晶娃層14、通孔15、 第=娃通孔123、第四娃通孔124、第=測(cè)試端133W及第四測(cè)試端134,所述溫度傳感器對(duì)所 述第一娃通孔121、所述第二娃通孔122及所述第一底層金屬111上的溫度進(jìn)行檢測(cè)并輸出 相關(guān)溫度信息。
[0036] 更具體地，如圖1~2所示，所述第二底層金屬112與所述第一底層金屬111位于同 一金屬層，包圍于所述第一底層金屬111的四周，與所述第一底層金屬111無(wú)直接接觸。在本 實(shí)施例中，所述第二底層金屬112為一矩形線框。如圖1~2所示，所述多晶娃層14位于所述 第二底層金屬112的上方，通過(guò)通孔15與