半導體檢測結(jié)構(gòu)及檢測方法
【專利摘要】一種半導體檢測結(jié)構(gòu)及檢測方法，所述半導體檢測結(jié)構(gòu)包括：兩條串聯(lián)電路，每一個串聯(lián)電路包括一個待檢測電阻和一個參考電阻，所述待檢測電阻的正上方具有與引線鍵合的金屬焊盤，所述參考電阻的正上方不具有與引線鍵合的金屬焊盤，且所述待檢測電阻和參考電阻的原始阻值都相等，所述兩條串聯(lián)電路之間并聯(lián)連接，其中一條串聯(lián)電路通過待檢測電阻的一端與電流輸入端相連接，另一條串聯(lián)電路通過參考電阻的一端與電流輸入端相連接。通過獲得待檢測電阻和參考電阻的電阻差表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對待檢測電阻的影響程度，可以排除溫度的影響，檢測結(jié)果精確。
【專利說明】半導體檢測結(jié)構(gòu)及檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造工藝，尤其涉及一種對焊盤下電阻進行檢測的半導體檢測 結(jié)構(gòu)及檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著超大規(guī)模集成電路（Ultra Large Scale Integration, ULSI)的快速發(fā)展，集 成電路的制造工藝變得越來越復雜和精細。為了適應工藝要求，需要在越來越小的區(qū)域內(nèi) 集成越來越多的器件，但在傳統(tǒng)的芯片電路布線結(jié)構(gòu)中，芯片焊盤下通常不設(shè)置有源器件， 這會浪費一定的芯片面積。因為焊盤是用于通過與連接到外電路的引線相鍵合，把芯片的 有源電路連接到外電路上，但引線鍵合的幾種方法如熱壓鍵合、超聲鍵合、熱超聲球鍵合都 會對焊盤產(chǎn)生壓力，并會伴有熱能和振動的產(chǎn)生，這可能會使焊盤下方的介質(zhì)層和金屬層 產(chǎn)生變形從而導致焊盤下方的器件受損甚至電路報廢。
[0003] 但是，為了提高集成度，有效地利用芯片面積，通過對布局結(jié)構(gòu)、材料改善，一種稱 為焊盤下器件（Device-Under-Pad，DUP)的技術(shù)廣泛應用于半導體制造領(lǐng)域。請參考圖1， 為現(xiàn)有技術(shù)的一種焊盤下器件（DUP)的具體結(jié)構(gòu)，包括：襯底10 ;位于所述襯底10內(nèi)的N型 阱區(qū)11，位于N型阱區(qū)11內(nèi)的擴散電阻12 ;位于所述襯底10表面的第一介質(zhì)層13 ;位于 所述第一介質(zhì)層13內(nèi)且與所述擴散電阻12電學連接的第一插塞14 ;位于所述第一介質(zhì)層 13內(nèi)且位于第一插塞14表面的第一金屬層15 ;位于所述第一金屬層15表面的第二介質(zhì)層 16 ;位于所述第二介質(zhì)層16內(nèi)且與所述第一金屬層15電學連接的第二插塞17 ;位于所述 第二介質(zhì)層16表面且與第二插塞17電連接的第二金屬層18 ;位于所述第二金屬層18表 面的鈍化層19 ;位于所述鈍化層19開口處且與第二金屬層18電學連接的焊盤20,所述焊 盤20位于擴散電阻12的正上方。所述焊盤下器件（DUP)技術(shù)把焊盤20設(shè)置在擴散電阻 12或其他半導體器件的正上方，這樣可解決以往焊盤下不設(shè)置電路、浪費芯片面積的問題， 但即使對工藝做了改善，焊盤下器件仍會由于引線鍵合產(chǎn)生的應力作用使得電學參數(shù)發(fā)生 改變甚至損毀。其中對于擴散電阻，由于受到壓阻效應（Piezoresistive effect)的影響， 阻值的變化非常受到應力的影響，位于焊盤下擴散電阻的阻值變化會非常明顯，因此，非常 有必要檢測引線鍵合對焊盤下電阻的影響程度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的問題是提供一種半導體檢測結(jié)構(gòu)及檢測方法，可以很容易地檢測引 線鍵合對焊盤下的電阻的影響程度，檢測結(jié)果精確。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導體檢測結(jié)構(gòu)，包括：位于同一半導體襯底上 的兩個待檢測電阻和兩個參考電阻，所述待檢測電阻的正上方具有同一個與引線鍵合的金 屬焊盤，所述參考電阻的正上方不具有與引線鍵合的金屬焊盤，且所述待檢測電阻和參考 電阻的原始阻值都相等；電流輸入端和電流輸出端；位于所述電流輸入端和電流輸出端之 間的兩條串聯(lián)電路，每一個串聯(lián)電路包括一個待檢測電阻和一個參考電阻，所述兩條串聯(lián) 電路之間并聯(lián)連接，其中一條串聯(lián)電路通過待檢測電阻的一端與電流輸入端相連接，另一 條串聯(lián)電路通過參考電阻的一端與電流輸入端相連接。
[0006] 可選的，所述待檢測電阻和參考電阻為擴散電阻、多晶硅電阻或金屬電阻。
[0007] 可選的，所述擴散電阻的具體結(jié)構(gòu)包括：位于半導體襯底內(nèi)的阱區(qū)，位于所述阱區(qū) 內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)，所述阱區(qū)和離子注入?yún)^(qū)的摻雜離子類型相反，所述離子注入?yún)^(qū)作為擴散 電阻。
[0008] 可選的，所述半導體襯底晶面的密勒指數(shù)為（100)、（ 110)或（111)。
[0009] 可選的，所述待檢測電阻的結(jié)構(gòu)、形狀、形成工藝相同。
[0010] 可選的，所述參考電阻的結(jié)構(gòu)、形狀、形成工藝相同，且與待檢測電阻的結(jié)構(gòu)、形 狀、形成工藝相同。
[0011] 可選的，所述待檢測電阻為條形電阻，且兩個待檢測電阻平行設(shè)置或位于同一直 線上。
[0012] 可選的，所述參考電阻為條形電阻，兩個參考電阻和兩個待檢測電阻平行設(shè)置或 位于同一直線上。
[0013] 可選的，所述原始阻值為尚未進行引線鍵合之前測得的待檢測電阻和參考電阻的 阻值。
[0014] 可選的，所述待檢測電阻完全位于金屬焊盤在半導體襯底表面的投影區(qū)域內(nèi)，所 述參考電阻完全位于金屬焊盤在半導體襯底表面的投影區(qū)域外。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種利用所述半導體檢測結(jié)構(gòu)的檢測方法，包括：在電流輸入端 和電流輸出端之間施加測試電流；測量其中一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的 電壓與另一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓的電壓差，根據(jù)所述電壓差和 測試電流值來獲得待檢測電阻與參考電阻的電阻差。
[0016] 可選的，所述電阻差表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對待檢測電阻的 影響程度。
[0017] 可選的，所述待檢測電阻與參考電阻的電阻差與電壓差、測試電流值的關(guān)系式為： AR=2*AV/I,其中，AR為待檢測電阻與參考電阻的電阻差，AV為電壓差，I為測試電流 值。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：
[0019] 由于兩條串聯(lián)電路中的電阻值都相同，通過測量一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參 考電阻之間的電壓與另一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓的電壓差，并根 據(jù)所述電壓差和測試電流值可以獲得待檢測電阻與參考電阻的電阻差，由于所述待檢測電 阻和參考電阻之間的電阻差即為待檢測電阻在引線鍵合之前和之后的電阻變化值，而所述 待檢測電阻和參考電阻位于同一半導體襯底上且原始阻值相同，最終獲得待檢測電阻和參 考電阻之間的電阻差不受原始阻值的影響。即使引線鍵合之前和之后測試時的環(huán)境溫度發(fā) 生改變，基于溫度改變導致的待檢測電阻和參考電阻的電阻變化值都相同，因此最終獲得 待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差也不受溫度變化的影響，獲得的待檢測電阻和參考電 阻之間的電阻差完全是由于引線鍵合產(chǎn)生的應力所造成的，使得最終獲得的檢測結(jié)果能精 確地表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對待檢測電阻的影響程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有的一種焊盤下器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2?圖4為本發(fā)明實施例的半導體檢測結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明實施例的檢測方法的流程示意圖
[0023] 圖6和圖7為利用本發(fā)明實施例的半導體檢測結(jié)構(gòu)進行檢測的工作狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 通常用于檢測引線鍵合對焊盤下電阻的影響的方法為：在引線鍵合之前先對焊盤 下電阻的阻值進行檢測，在引線鍵合之后再對焊盤下電阻的阻值進行檢測，利用兩者的電 阻差來判斷金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對焊盤下電阻的影響程度。但由于兩次 檢測時的環(huán)境溫度往往不同，不同的檢測溫度也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，使得最終獲得的 電阻差不能精確地表征引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對焊盤下電阻的影響程度。
[0025] 為此，本發(fā)明提供了一種半導體檢測結(jié)構(gòu)及檢測方法，所述半導體檢測結(jié)構(gòu)包括： 兩條串聯(lián)電路，每一個串聯(lián)電路包括一個待檢測電阻和一個參考電阻，所述待檢測電阻的 正上方具有與引線鍵合的金屬焊盤，所述參考電阻的正上方不具有與引線鍵合的金屬焊 盤，且所述待檢測電阻和參考電阻的原始阻值都相等，所述兩條串聯(lián)電路之間并聯(lián)連接，其 中一條串聯(lián)電路通過待檢測電阻的一端與電流輸入端相連接，另一條串聯(lián)電路通過參考電 阻的一端與電流輸入端相連接。通過測量一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電 壓與另一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓的電壓差，并根據(jù)所述電壓差和 測試電流值可以獲得待檢測電阻與參考電阻的電阻差，且利用所述半導體檢測結(jié)構(gòu)可以忽 略溫度變化對待檢測電阻與參考電阻的電阻差的影響，所述電阻差完全是由于引線鍵合產(chǎn) 生的應力所造成的，使得最終獲得的檢測結(jié)果能精確地表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的 應力作用對待檢測電阻的影響程度。
[0026] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施例做詳細的說明。
[0027] 本發(fā)明實施例首先提供了一種半導體檢測結(jié)構(gòu)，請參考圖2,包括：兩個待檢測電 阻(第一待檢測電阻111和第二待檢測電阻112)，兩個參考電阻(第一參考電阻121和第二 參考電阻122);電流輸入端130和電流輸出端140 ;位于所述電流輸入端130和電流輸出端 140之間的兩條串聯(lián)電路，其中第一串聯(lián)電路150包括第一待檢測電阻111和第一參考電 阻121，所述第一待檢測電阻111的一端與電流輸入端130相連接，所述第一參考電阻121 的一端與電流輸出端140相連接，所述第一待檢測電阻111的另一端與所述第一參考電阻 121的另一端相連接；第二串聯(lián)電路160包括第二待檢測電阻112和第二參考電阻122,所 述第二待檢測電阻112的一端與電流輸出端140相連接，所述第二參考電阻122的一端與 電流輸入端130相連接，所述第二待檢測電阻112的另一端與所述第二參考電阻122的另 一端相連接。
[0028] 所述待檢測電阻和參考電阻位于同一個半導體襯底上，且所述待檢測電阻和參考 電阻的原始阻值都相同，即所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻 121和第二參考電阻122的原始阻值都相同。所述原始阻值為尚未進行引線鍵合之前，對所 述待檢測電阻和參考電阻的阻值進行測試對應獲得的阻值。
[0029] 在本實施例中，所述待檢測電阻和參考電阻同為擴散電阻。請參考圖3和圖4,圖3 為本發(fā)明其中一個實施例的半導體檢測結(jié)構(gòu)的待檢測電阻和參考電阻的剖面結(jié)構(gòu)示意圖， 圖4為所述待檢測電阻和參考電阻的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，包括：半導體襯底200,位于所述半 導體襯底200內(nèi)的阱區(qū)210,位于所述阱區(qū)210內(nèi)的第一擴散電阻和第二擴散電阻，所述第 一擴散電阻和第二擴散電阻為離子注入?yún)^(qū)，所述第一擴散電阻包括第一待檢測電阻111和 第二待檢測電阻112,所述第二擴散電阻包括第一參考電阻121和第二參考電阻122,所述 第一擴散電阻和第二擴散電阻的摻雜離子類型相同，但與阱區(qū)210的摻雜離子類型相反； 位于所述半導體襯底200表面的層間介質(zhì)層240,位于所述層間介質(zhì)層240內(nèi)的金屬互連結(jié) 構(gòu)250,所述金屬互連結(jié)構(gòu)250分別與第一擴散電阻和第二擴散電阻的兩端表面相連接(未 圖示);位于所述層間介質(zhì)層240表面的頂層金屬線260,位于所述頂層金屬線260和層間介 質(zhì)層240表面的具有開口的鈍化層270,所述開口暴露出部分頂層金屬線260,位于所述開 口內(nèi)的金屬焊盤280,所述金屬焊盤280與頂層金屬線260電學連接，所述金屬焊盤280通 過引線290與外電路電學連接，其中，所述第一待檢測電阻111和第二待檢測電阻112完全 位于金屬焊盤280在半導體襯底200表面的投影區(qū)域內(nèi)，所述第一參考電阻121和第二參 考電阻122完全位于金屬焊盤280在半導體襯底200表面的投影區(qū)域外。
[0030] 所述半導體襯底200為硅襯底、鍺襯底、鍺硅襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底 等。在本實施例中，所述半導體襯底200為硅襯底。本實施例的待檢測電阻和參考電阻同 為擴散電阻，由于壓阻效應（Piezoresistive effect)，半導體材料的晶格常數(shù)受到應力的 作用會發(fā)生變化，使得載流子遷移率發(fā)生改變，從而使得位于半導體襯底200內(nèi)的擴散電 阻的阻值會發(fā)生變化。
[0031] 根據(jù)壓阻效應，在不同晶面的半導體襯底200施加應力，電阻變化率不相同，因 此，所述半導體襯底200的晶面的密勒指數(shù)為（100)、（110)或（111)其中的一種。根據(jù)壓 阻效應，受到應力的作用的半導體材料在各個方向上的晶格常數(shù)變化的幅度也各不相同， 使得各個方向上的載流子遷移率的變化量各不相同，使得沿不同方向設(shè)置的擴散電阻的電 阻變化率各不相同，因此，所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112平行，且所述第一 參考電阻121和第二參考電阻122平行，使得半導體檢測結(jié)構(gòu)的兩條串聯(lián)電路的電阻始終 相等。其中，所述待檢測電阻與參考電阻之間可以平行，也可以不平行。
[0032] 在本實施例中，所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻121 和第二參考電阻122同為長方形的條形電阻，且各個條形電阻的長度和寬度都相同。在其 他實施例中，所述第一待檢測電阻、第二待檢測電阻、第一參考電阻和第二參考電阻的俯視 結(jié)構(gòu)也可以為SB。
[0033] 在本實施例中，所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻121 和第二參考電阻122的摻雜離子相同，且離子注入的能量、劑量相同。
[0034] 由于所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻121和第二參 考電阻122同為擴散電阻（即結(jié)構(gòu)相同)，四個電阻都為條形結(jié)構(gòu)且互相平行，所述四個電阻 的長度和寬度都相等（即形狀相同），摻雜離子種類和離子注入工藝的參數(shù)相同（即形成工 藝)，即四個電阻的結(jié)構(gòu)、形狀和形成工藝都相同，且在同一半導體襯底200上形成，因此，所 述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻121和第二參考電阻122的原 始阻值都相同。
[0035] 在其他實施例中，所述第一待檢測電阻、第二待檢測電阻相同（即結(jié)構(gòu)、形狀和形 成工藝相同），所述第一參考電阻和第二參考電阻相同（即結(jié)構(gòu)、形狀和形成工藝相同)，且 所述第一待檢測電阻、第二待檢測電阻、第一參考電阻和第二參考電阻的原始阻值相同，但 待檢測電阻和參考電阻的形狀或形成工藝可以不同，例如待檢測電阻和參考電阻不平行設(shè) 置、或長度不同、或?qū)挾炔煌⒒螂x子注入工藝的參數(shù)不同、或摻雜離子的種類不同。
[0036] 在本實施例中，所述阱區(qū)210為P型阱區(qū)，對應的，所述第一擴散電阻和第二擴散 電阻為N型重摻雜或N型輕摻雜。在其他實施例中，所述阱區(qū)為N型阱區(qū)，對應的，所述第 一擴散電阻和第二擴散電阻為P型重摻雜或P型輕摻雜。在其他實施例中，所述第一擴散 電阻和第二擴散電阻還可以通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)相隔離。
[0037] 所述層間介質(zhì)層240包括一層或多層介質(zhì)層，且所述層間介質(zhì)層240具有金屬互 連結(jié)構(gòu)250用于進行電學連接，所述金屬互連結(jié)構(gòu)250包括一層或多層金屬互連層和用于 不同金屬互連層之間進行電學連接的導電插塞。在本實施例中，所述金屬互連結(jié)構(gòu)250與 頂層金屬線260未連接。在其他實施例中，所述金屬互連結(jié)構(gòu)與頂層金屬線電學連接。
[0038] 所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112的正上方具有同一個與引線290鍵 合的金屬焊盤280,所述第一參考電阻121和第二參考電阻122的正上方不具有與引線鍵合 的金屬焊盤，因此引線鍵合工藝不會對第一參考電阻121和第二參考電阻122的阻值造成 影響，只會對第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112的阻值產(chǎn)生影響，使得所述第一待 檢測電阻111、第二待檢測電阻112的阻值發(fā)生改變。同時由于第一參考電阻121和第二參 考電阻122的阻值不發(fā)生改變，通過檢測所述待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差值就能 獲得待檢測電阻在引線鍵合工藝之前和之后的電阻變化值。
[0039] 在其他實施例中，所述第一待檢測電阻、第二待檢測電阻、第一參考電阻和第二參 考電阻還可以為多晶硅電阻、金屬電阻等，通過測試待檢測電阻的電阻變化值表征金屬焊 盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作用對多晶硅電阻、金屬電阻的影響程度。
[0040] 本發(fā)明實施例還提供了一種采用上述半導體檢測結(jié)構(gòu)的檢測方法，請參考圖5,為 本發(fā)明實施例的檢測方法的流程示意圖，具體包括：
[0041] 步驟S101，在電流輸入端和電流輸出端之間施加測試電流；
[0042] 步驟S102,測量一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓與另一條串聯(lián) 電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓的電壓差，根據(jù)所述電壓差和測試電流值來獲得 待檢測電阻與參考電阻的電阻差。
[0043] 具體的，請參考圖6,在本實施例中，在所述電流輸入端130接高電平，在所述電流 輸出端140接地，在所述電流輸入端130輸入直流的測試電流，所述測試電流值記為I。
[0044] 由于第一串聯(lián)電路150包括第一待檢測電阻111與第一參考電阻121，第二串聯(lián)電 路160包括第二待檢測電阻112與第二參考電阻122,所述第一串聯(lián)電路150的總電阻和第 -串聯(lián)電路160的總電阻相等，使得通過第一串聯(lián)電路150的電流和通過第_串聯(lián)電路160 的電流都為1/2。由于所述第一待檢測電阻111和第二待檢測電阻112的結(jié)構(gòu)、形狀和形成 工藝相同，即使引線鍵合和溫度變化會使得第一待檢測電阻111和第二待檢測電阻112的 電阻發(fā)生改變，但第一待檢測電阻111和第二待檢測電阻112的電阻變化值相等，同時由于 所述第一參考電阻121、第二參考電阻122的結(jié)構(gòu)、形狀和形成工藝相同，即使溫度變化會 使得第一參考電阻121、第二參考電阻122的電阻發(fā)生改變，但第一參考電阻121、第二參考 電阻122的電阻變化值相等，使得所述第一串聯(lián)電路150的總電阻和第二串聯(lián)電路160的 總電阻相等，通過第一串聯(lián)電路150的電流和通過第二串聯(lián)電路160的電流始終都為1/2。
[0045] 在本實施例中，所述第一待檢測電阻111、第二待檢測電阻112、第一參考電阻121 和第二參考電阻122在引線鍵合之前的原始阻值都相同，設(shè)為R，引線鍵合之后所述第一待 檢測電阻111、第二待檢測電阻112的阻值變化為R+AR，所述第一參考電阻121和第二參 考電阻122在引線鍵合之后的阻值仍為R，其中，AR為引線鍵合產(chǎn)生的應力作用使待檢測 電阻的阻值發(fā)生變化的電阻變化值，所述AR可以為正也可以為負。
[0046] 在本實施例中，由于所述電流輸出端140接地，第一串聯(lián)電路150通過第一參考電 阻121與電流輸出端140相連接，所述第一參考電阻121和第一待檢測電阻111之間的電壓 為R*I/2。由于所述電流輸出端140接地，第二串聯(lián)電路160通過第二待檢測電阻112與電 流輸出端140相連接，所述第二待檢測電阻112和第二參考電阻122之間的電壓為（R+AR) *1/2。因此，第一串聯(lián)電路150中第一參考電阻121和第一待檢測電阻111之間電壓與第二 待檢測電阻112和第二參考電阻122之間電壓的電壓差Λ V=(R+ Λ R)*I/2_R*I/2= Λ R*I/2。 通過測量獲得所述兩條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間電壓的電壓差△￥，并利用 所述測試電流的測試電流值I，即可獲得引線鍵合之后待檢測電阻和參考電阻之間的電阻 差AR=2AV/I，由于參考電阻不變，所述AR也為引線鍵合產(chǎn)生的應力作用使待檢測電阻 的阻值發(fā)生變化的電阻變化值，利用所述△R來表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作 用對待檢測電阻的影響程度。
[0047] 由于所述AR只需通過測得AV和I來獲得，所述AR與待檢測電阻的原始阻值、 參考電阻的原始阻值不相關(guān)，不需要對待檢測電阻和參考電阻的原始阻值一一測試。由于 在半導體制造過程中不同晶圓、不同批次的工藝會有偏差，使得實際待檢測電阻、參考電阻 測得的原始阻值與理論上的原始阻值會有區(qū)別，但位于同一半導體襯底上且利用相同工藝 形成的待檢測電阻、參考電阻的原始阻值一定相同，本發(fā)明實施例只需要測試引線鍵合之 后待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差，可以消除其他干擾因素，使得待檢測電阻和參考 電阻之間的電阻差（即待檢測電阻的電阻變化值）能精確地表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn) 生的應力作用對待檢測電阻的影響程度。
[0048] 即使測試過程中由于溫度的變化會使得參考電阻的阻值與原始阻值有偏差，但同 時由于待檢測電阻和參考電阻位于同一半導體襯底上，待檢測電阻和參考電阻的原始阻 值都相同，溫度的變化也會讓待檢測電阻和參考電阻的阻值同時發(fā)生改變，基于溫度改變 導致的待檢測電阻和參考電阻的電阻變化值都相同。假設(shè)基于溫度改變導致的待檢測電 阻和參考電阻的電阻變化值為AILT，第一串聯(lián)電路150中第一參考電阻121和第一待檢 測電阻111之間電壓與第二待檢測電阻112和第二參考電阻122之間電壓的電壓差AV= (R+ Λ R+ Λ R_T) *1/2- (R+ Λ R_T) *1/2= Λ R*I/2,即使溫度變化對應的電壓差也不變，因此 引線鍵合之后待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差仍為AR不變，所述AR不受溫度變化 的影響，完全是由于引線鍵合產(chǎn)生的應力所造成的，利用本發(fā)明實施例的半導體檢測結(jié)構(gòu) 可以排除溫度對檢測結(jié)果的影響，使得最終獲得的檢測結(jié)果能精確地表征金屬焊盤進行引 線鍵合產(chǎn)生的應力作用對待檢測電阻的影響程度。
[0049] 請參考圖7,當所述電流輸入端130、電流輸出端140都施加有電壓，且所述電流輸 入端130的電壓VI大于所述電流輸出端140的電壓V2,第一串聯(lián)電路150的第一參考電阻 121和第一待檢測電阻111之間的電壓為R*I/2+V2,第二串聯(lián)電路160中第二待檢測電阻 112和第二參考電阻122之間的電壓為（R+AR)*I/2+V2,因此，第一串聯(lián)電路150中第一參 考電阻121和第一待檢測電阻111之間電壓與第二待檢測電阻112和第二參考電阻122之 間電壓的電壓差仍為八￥=((1?+八1〇*1/2+￥2)-(1^1/2+￥2)=八1^1/2，只需通過測得八￥ 和I，即可獲得對應的Λ R。
[0050] 在本實施例中，由于所述待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差即為待檢測電阻在 引線鍵合之前和之后的電阻變化值，而所述待檢測電阻和參考電阻位于同一半導體襯底上 且原始阻值相同，最終獲得待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差不受原始阻值的影響。即 使引線鍵合之前和之后測試時的環(huán)境溫度發(fā)生改變，基于溫度改變導致的待檢測電阻和參 考電阻的電阻變化值都相同，因此最終獲得待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差也不受溫 度變化的影響，獲得的待檢測電阻和參考電阻之間的電阻差完全是由于引線鍵合產(chǎn)生的應 力所造成的，使得最終獲得的檢測結(jié)果能精確地表征金屬焊盤進行引線鍵合產(chǎn)生的應力作 用對待檢測電阻的影響程度。
[0051] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所 限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括： 位于同一半導體襯底上的兩個待檢測電阻和兩個參考電阻，所述待檢測電阻的正上 方具有同一個與引線鍵合的金屬焊盤，所述參考電阻的正上方不具有與引線鍵合的金屬焊 盤，且所述待檢測電阻和參考電阻的原始阻值都相等； 電流輸入端和電流輸出端； 位于所述電流輸入端和電流輸出端之間的兩條串聯(lián)電路，每一個串聯(lián)電路包括一個待 檢測電阻和一個參考電阻，所述兩條串聯(lián)電路之間并聯(lián)連接，其中一條串聯(lián)電路通過待檢 測電阻的一端與電流輸入端相連接，另一條串聯(lián)電路通過參考電阻的一端與電流輸入端相 連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待檢測電阻和參考電阻為 擴散電阻、多晶硅電阻或金屬電阻。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴散電阻的具體結(jié)構(gòu)包括： 位于半導體襯底內(nèi)的阱區(qū)，位于所述阱區(qū)內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)，所述阱區(qū)和離子注入?yún)^(qū)的摻雜 離子類型相反，所述離子注入?yún)^(qū)作為擴散電阻。
4. 如權(quán)利要求3所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導體襯底晶面的密勒指 數(shù)為（100)、（110)或（111)。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待檢測電阻的結(jié)構(gòu)、形狀、 形成工藝相同。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述參考電阻的結(jié)構(gòu)、形狀、形 成工藝相同，且與待檢測電阻的結(jié)構(gòu)、形狀、形成工藝相同。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待檢測電阻為條形電阻，且 兩個待檢測電阻平行設(shè)置或位于同一直線上。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述參考電阻為條形電阻，兩個 參考電阻和兩個待檢測電阻平行設(shè)置或位于同一直線上。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述原始阻值為尚未進行引線 鍵合之前測得的待檢測電阻和參考電阻的阻值。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待檢測電阻完全位于金屬 焊盤在半導體襯底表面的投影區(qū)域內(nèi)，所述參考電阻完全位于金屬焊盤在半導體襯底表面 的投影區(qū)域外。
11. 一種利用如權(quán)利要求1所述的半導體檢測結(jié)構(gòu)的檢測方法，其特征在于，包括： 在電流輸入端和電流輸出端之間施加測試電流； 測量其中一條串聯(lián)電路中待檢測電阻和參考電阻之間的電壓與另一條串聯(lián)電路中待 檢測電阻和參考電阻之間的電壓的電壓差，根據(jù)所述電壓差和測試電流值來獲得待檢測電 阻與參考電阻的電阻差。
12. 如權(quán)利要求11所述的檢測方法，其特征在于，所述電阻差表征金屬焊盤進行引線 鍵合產(chǎn)生的應力作用對待檢測電阻的影響程度。
13. 如權(quán)利要求11所述的檢測方法，其特征在于，所述待檢測電阻與參考電阻的電阻 差與電壓差、測試電流值的關(guān)系式為：AR=2*AV/I，其中，AR為待檢測電阻與參考電阻的 電阻差，AV為電壓差，I為測試電流值。
【文檔編號】G01R27/14GK104218026SQ201310222182
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】甘正浩 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司