半导体检测结构及检测方法技术

一种半导体检测结构及检测方法，所述半导体检测结构包括：两条串联电路，每一个串联电路包括一个待检测电阻和一个参考电阻，所述待检测电阻的正上方具有与引线键合的金属焊盘，所述参考电阻的正上方不具有与引线键合的金属焊盘，且所述待检测电阻和参考电阻的原始阻值都相等，所述两条串联电路之间并联连接，其中一条串联电路通过待检测电阻的一端与电流输入端相连接，另一条串联电路通过参考电阻的一端与电流输入端相连接。通过获得待检测电阻和参考电阻的电阻差表征金属焊盘进行引线键合产生的应力作用对待检测电阻的影响程度，可以排除温度的影响，检测结果精确。

【技术实现步骤摘要】
半导体检测结构及检测方法
本专利技术涉及半导体制造工艺，尤其涉及一种对焊盘下电阻进行检测的半导体检测结构及检测方法。
技术介绍
随着超大规模集成电路（UltraLargeScaleIntegration，ULSI）的快速发展，集成电路的制造工艺变得越来越复杂和精细。为了适应工艺要求，需要在越来越小的区域内集成越来越多的器件，但在传统的芯片电路布线结构中，芯片焊盘下通常不设置有源器件，这会浪费一定的芯片面积。因为焊盘是用于通过与连接到外电路的引线相键合，把芯片的有源电路连接到外电路上，但引线键合的几种方法如热压键合、超声键合、热超声球键合都会对焊盘产生压力，并会伴有热能和振动的产生，这可能会使焊盘下方的介质层和金属层产生变形从而导致焊盘下方的器件受损甚至电路报废。但是，为了提高集成度，有效地利用芯片面积，通过对布局结构、材料改善，一种称为焊盘下器件（Device-Under-Pad，DUP）的技术广泛应用于半导体制造领域。请参考图1，为现有技术的一种焊盘下器件（DUP）的具体结构，包括：衬底10；位于所述衬底10内的N型阱区11，位于Ｎ型阱区11内的扩散电阻12；位于所述衬底10表面的第一介质层13；位于所述第一介质层13内且与所述扩散电阻12电学连接的第一插塞14；位于所述第一介质层13内且位于第一插塞14表面的第一金属层15；位于所述第一金属层15表面的第二介质层16；位于所述第二介质层16内且与所述第一金属层15电学连接的第二插塞17；位于所述第二介质层16表面且与第二插塞17电连接的第二金属层18；位于所述第二金属层18表面的钝化层19；位于所述钝化层19开口处且与第二金属层18电学连接的焊盘20，所述焊盘20位于扩散电阻12的正上方。所述焊盘下器件（DUP）技术把焊盘20设置在扩散电阻12或其他半导体器件的正上方，这样可解决以往焊盘下不设置电路、浪费芯片面积的问题，但即使对工艺做了改善，焊盘下器件仍会由于引线键合产生的应力作用使得电学参数发生改变甚至损毁。其中对于扩散电阻，由于受到压阻效应（Piezoresistiveeffect）的影响，阻值的变化非常受到应力的影响，位于焊盘下扩散电阻的阻值变化会非常明显，因此，非常有必要检测引线键合对焊盘下电阻的影响程度。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体检测结构及检测方法，可以很容易地检测引线键合对焊盘下的电阻的影响程度，检测结果精确。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体检测结构，包括：位于同一半导体衬底上的两个待检测电阻和两个参考电阻，所述待检测电阻的正上方具有同一个与引线键合的金属焊盘，所述参考电阻的正上方不具有与引线键合的金属焊盘，且所述待检测电阻和参考电阻的原始阻值都相等；电流输入端和电流输出端；位于所述电流输入端和电流输出端之间的两条串联电路，每一个串联电路包括一个待检测电阻和一个参考电阻，所述两条串联电路之间并联连接，其中一条串联电路通过待检测电阻的一端与电流输入端相连接，另一条串联电路通过参考电阻的一端与电流输入端相连接。可选的，所述待检测电阻和参考电阻为扩散电阻、多晶硅电阻或金属电阻。可选的，所述扩散电阻的具体结构包括：位于半导体衬底内的阱区，位于所述阱区内的离子注入区，所述阱区和离子注入区的掺杂离子类型相反，所述离子注入区作为扩散电阻。可选的，所述半导体衬底晶面的密勒指数为（100）、（110）或（111）。可选的，所述待检测电阻的结构、形状、形成工艺相同。可选的，所述参考电阻的结构、形状、形成工艺相同，且与待检测电阻的结构、形状、形成工艺相同。可选的，所述待检测电阻为条形电阻，且两个待检测电阻平行设置或位于同一直线上。可选的，所述参考电阻为条形电阻，两个参考电阻和两个待检测电阻平行设置或位于同一直线上。可选的，所述原始阻值为尚未进行引线键合之前测得的待检测电阻和参考电阻的阻值。可选的，所述待检测电阻完全位于金属焊盘在半导体衬底表面的投影区域内，所述参考电阻完全位于金属焊盘在半导体衬底表面的投影区域外。本专利技术还提供了一种利用所述半导体检测结构的检测方法，包括：在电流输入端和电流输出端之间施加测试电流；测量其中一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压与另一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压的电压差，根据所述电压差和测试电流值来获得待检测电阻与参考电阻的电阻差。可选的，所述电阻差表征金属焊盘进行引线键合产生的应力作用对待检测电阻的影响程度。可选的，所述待检测电阻与参考电阻的电阻差与电压差、测试电流值的关系式为：ΔR=2*ΔV/I，其中，ΔR为待检测电阻与参考电阻的电阻差，ΔV为电压差，I为测试电流值。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：由于两条串联电路中的电阻值都相同，通过测量一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压与另一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压的电压差，并根据所述电压差和测试电流值可以获得待检测电阻与参考电阻的电阻差，由于所述待检测电阻和参考电阻之间的电阻差即为待检测电阻在引线键合之前和之后的电阻变化值，而所述待检测电阻和参考电阻位于同一半导体衬底上且原始阻值相同，最终获得待检测电阻和参考电阻之间的电阻差不受原始阻值的影响。即使引线键合之前和之后测试时的环境温度发生改变，基于温度改变导致的待检测电阻和参考电阻的电阻变化值都相同，因此最终获得待检测电阻和参考电阻之间的电阻差也不受温度变化的影响，获得的待检测电阻和参考电阻之间的电阻差完全是由于引线键合产生的应力所造成的，使得最终获得的检测结果能精确地表征金属焊盘进行引线键合产生的应力作用对待检测电阻的影响程度。附图说明图1为现有的一种焊盘下器件的剖面结构示意图；图2～图4为本专利技术实施例的半导体检测结构的结构示意图；图5为本专利技术实施例的检测方法的流程示意图图6和图7为利用本专利技术实施例的半导体检测结构进行检测的工作状态示意图。具体实施方式通常用于检测引线键合对焊盘下电阻的影响的方法为：在引线键合之前先对焊盘下电阻的阻值进行检测，在引线键合之后再对焊盘下电阻的阻值进行检测，利用两者的电阻差来判断金属焊盘进行引线键合产生的应力作用对焊盘下电阻的影响程度。但由于两次检测时的环境温度往往不同，不同的检测温度也会对检测结果产生影响，使得最终获得的电阻差不能精确地表征引线键合产生的应力作用对焊盘下电阻的影响程度。为此，本专利技术提供了一种半导体检测结构及检测方法，所述半导体检测结构包括：两条串联电路，每一个串联电路包括一个待检测电阻和一个参考电阻，所述待检测电阻的正上方具有与引线键合的金属焊盘，所述参考电阻的正上方不具有与引线键合的金属焊盘，且所述待检测电阻和参考电阻的原始阻值都相等，所述两条串联电路之间并联连接，其中一条串联电路通过待检测电阻的一端与电流输入端相连接，另一条串联电路通过参考电阻的一端与电流输入端相连接。通过测量一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压与另一条串联电路中待检测电阻和参考电阻之间的电压的电压差，并根据所述电压差和测试电流值可以获得待检测电阻与参考电阻的电阻差，且利用所述半导体检测结构可以忽略温度变化对待检测电阻与参考电阻的电阻差的影响，所述电阻差完全是由于引线键合产生的应力所造成的，使得最终获得的检测结果能精确地表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体检测结构，其特征在于，包括：位于同一半导体衬底上的两个待检测电阻和两个参考电阻，所述待检测电阻的正上方具有同一个与引线键合的金属焊盘，所述参考电阻的正上方不具有与引线键合的金属焊盘，且所述待检测电阻和参考电阻的原始阻值都相等；电流输入端和电流输出端；位于所述电流输入端和电流输出端之间的两条串联电路，每一个串联电路包括一个待检测电阻和一个参考电阻，所述两条串联电路之间并联连接，其中一条串联电路通过待检测电阻的一端与电流输入端相连接，另一条串联电路通过参考电阻的一端与电流输入端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种半导体检测结构，其特征在于，包括：位于同一半导体衬底上的两个待检测电阻和两个参考电阻，所述待检测电阻的正上方具有同一个与引线键合的金属焊盘，所述参考电阻的正上方不具有与引线键合的金属焊盘，且所述待检测电阻和参考电阻的原始阻值都相等；电流输入端和电流输出端；位于所述电流输入端和电流输出端之间的两条串联电路，每一个串联电路包括一个待检测电阻和一个参考电阻，所述两条串联电路之间并联连接，其中一条串联电路通过待检测电阻的一端与电流输入端相连接，另一条串联电路通过参考电阻的一端与电流输入端相连接；所述待检测电阻和参考电阻为扩散电阻；所述扩散电阻的具体结构包括：位于半导体衬底内的阱区，位于所述阱区内的离子注入区，所述阱区和离子注入区的掺杂离子类型相反，所述离子注入区作为扩散电阻。2.如权利要求1所述的半导体检测结构，其特征在于，所述半导体衬底晶面的密勒指数为(100)、(110)或(111)。3.如权利要求1所述的半导体检测结构，其特征在于，所述待检测电阻的结构、形状、形成工艺相同。4.如权利要求3所述的半导体检测结构，其特征在于，所述参考电阻的结构、形状、形成工艺相同，且与待检测电阻的结构、形状、形成工艺相同。5.如权利要求1所述的半导体检测结构，其特征在于，所述待检...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘正浩，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31