一種硅通孔的電遷移測試結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及半導體器件測試領域，特別是設及一種娃通孔的電遷移測試結 構。
【背景技術】
[0002] 穿透娃通孔技術，一般簡稱娃通孔技術，英文縮寫為TSV(t虹OUgh silicon via)。 它是=維集成電路中堆疊忍片實現互連的一種新的技術解決方案。由于娃通孔技術能夠使 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有效地實現 運種3D忍片層疊，制造出結構更復雜、性能更強大、更具成本效率的忍片，成為了目前電子 封裝技術中最引人注目的一種技術。
[0003] 隨著幾何尺寸的不斷擴大，電流密度在電路互連中急劇增加，帶來的一個最主要 的可靠性問題就是電遷移。電遷移化Iectro Migration,EM)是半導體侶銅制程工藝后段可 靠性評估的重要項目之一，由導電電子與擴散的金屬原子之間的動量轉移導致。在一定溫 度下，在金屬中施加一定的電流，當電遷移發生時，一個運動電子的部分動量轉移到鄰近的 激活離子，運就導致該離子離開原始位置。當電流密度較大時，電子在靜電場力的驅動下從 陰極向陽極定向移動形成"電子風"化Iectron Wind)，進而會引起龐大數量的原子遠離它 們的原始位置。隨著時間的推移，電遷移會導致導體，尤其是狹窄的導線中出現斷裂或缺口 進而阻止電子的流動，運種缺陷被稱為空桐(Void)或內部失效，即開路。電遷移還會導致導 體中的原子堆積并向鄰近導體漂移進而形成突起物化illock)，產生意外的電連接，即短 路。由于娃通孔由金屬填充，因此也存在電遷移現象。
[0004] 由于娃通孔需要貫通整個娃忍片，在對娃通孔進行電遷移測試時，往往需要施加 大電流，W加速測試，但是大電流勢必會產生較大的焦耳熱，而焦耳熱會使得整個娃通孔電 遷移測試結構的溫度在原測試溫度條件下升高，使得娃通孔電遷移測試結構的實際測試問 題提高，繼而對電遷移測試結果產生影響，無法準確評價其電遷移特性。
[0005] 因此，如何避免大電流引起的焦耳熱對娃通孔電遷移測試的影響，提高娃通孔電 遷移測試的準確性，保證半導體結構的質量和可靠性，進而提高半導體器件的良品率已成 為本領域技術人員亟待解決的問題之一。 【實用新型內容】
[0006] 鑒于W上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種娃通孔的電遷移 測試結構，用于解決現有技術中娃通孔電遷移測試中大電流產生的焦耳熱影響測試結果的 問題。
[0007] 為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種娃通孔的電遷移測試結 構，所述娃通孔的電遷移測試結構至少包括：
[000引通過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試端及第二測試端，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圍設置一溫度傳感器，W對所述第一娃通孔、所述第二娃通孔及所述 第一底層金屬通電后的溫度進行檢測。
[0009 ]優選地，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=測試端W及第四測試端;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試端。
[0010] 更優選地，所述第一底層金屬及所述第二底層金屬的材質為化或A1。
[0011] 更優選地，所述測試端包括電壓測試端和電流測試端。
[0012] 更優選地，各測試端與平行設置。
[0013] 更優選地，各娃通孔中填充的材質為化或A1。
[0014] 如上所述，本實用新型的娃通孔的電遷移測試結構，具有W下有益效果：
[0015] 本實用新型的娃通孔的電遷移測試結構在原有測試結構的基礎上增加溫度傳感 器，W此感知大電流產生的焦耳熱，并據此調節電遷移測試的溫度環境，進而避免焦耳熱效 應對測試結構的影響，提高娃通孔電遷移測試的準確性和半導體產品的良率。
【附圖說明】
[0016] 圖1顯示為本實用新型的娃通孔的電遷移測試結構的側視示意圖。
[0017] 圖2顯示為本實用新型的娃通孔的電遷移測試結構的俯視示意圖。
[0018] 元件標號說明
[0019] 1娃通孔的電遷移測試結構
[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~第四電壓測試端
[0027] S1、S1'、S2、S2' 第一第四電流測試端
[002引 Sl~S5 步驟
【具體實施方式】
[0029] W下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說 明書所掲露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可W通過另外 不同的【具體實施方式】加 W實施或應用，本說明書中的各項細節也可W基于不同觀點與應 用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0030] 請參閱圖1~圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅W示意方式說明本 實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的 組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改 變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0031] 如圖1~圖2所示，本發明提供一種娃通孔的電遷移測試結構1，所述娃通孔的電遷 移測試結構1至少包括：
[0032] 通過第一底層金屬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試端131及第二測試端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的周圍設置一溫度傳感器，W對所述第 一娃通孔121、所述第二娃通孔122及所述第一底層金屬111通電后的溫度進行檢測。
[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 端連接所述第一測試端131。如圖2所示，所述第一測試端131包括第一電壓測試端Fl和第一 電流測試端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 端連接所述第二測試端132。如圖2所示，所述第二測試端132包括第二電壓測試端F2和第二 電流測試端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=測試端133W及第四測試端134,所述溫度傳感器對所 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上的溫度進行檢測并輸出 相關溫度信息。
[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無直接接觸。在本 實施例中，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，通過通孔15與