【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件测试领域，尤其涉及一种测试结构及测试方法。
技术介绍
1、隔离器产品是一种特殊的工艺产品，通常用于隔离大于7kv的交流峰值电压。通常，隔离器产品使用的金属层间介质层(imd，inter metal dielectric)较厚，用于耐高压，比普通的逻辑产品的金属层间介质层的厚度大一个数量级。由于金属层间介质层较厚，因此金属层间介质层中的通孔(via)尺寸也应该较大，否则通孔无法刻蚀穿透金属层间介质层。但是通孔的尺寸变大后，其耐受的电流也相应变大，使得通孔和金属层的电流密度不匹配，进而导致性能测试时金属层的电流密度过大被烧毁。
2、此外，在制作金属层时，需要在金属层的两侧先制作起参照作用的虚拟金属层，且虚拟金属层的长度不超过金属层的长度，避免虚拟金属层与测试结构短接，影响金属层的性能测试结果。但是，在制作金属层时，超过虚拟金属层的部分由于没有了参照物，导致该部分金属层的制作出现异常，导致测试时金属层有被烧毁的风险。
技术实现思路
1、本申请要解决的技术问题是提供一种测试结构及测试方法，可以避免性能测试时在待测金属层中产生尖峰电流，进而降低待测金属层被烧毁的风险。
2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种测试结构，用于测试隔离器结构中金属层的性能，包括：待测金属层，包括相对的第一端和第二端；第一连接金属层，包括连接的宽度恒定段和宽度递减段，其中所述宽度递减段呈阶梯式递减，且最窄处与所述待测金属层的第一端宽度相等并进行电连接，所述宽度恒定段电连接
3、在本申请的一些实施例中，所述第二连接金属层与所述第一连接金属层的结构相同，且在所述第二连接金属层中，宽度递减段的最窄处与所述待测金属层的第二端宽度相等并进行电连接，宽度恒定段电连接第二电流测试衬垫和第二电压测试衬垫。
4、在本申请的一些实施例中，所述的测试结构还包括：虚拟金属层，分布于所述待测金属层的两侧，且与所述待测金属层的长度相等。
5、在本申请的一些实施例中，所述待测金属层、所述第一连接金属层、所述第二连接金属层以及所述虚拟金属层位于同一平面。
6、在本申请的一些实施例中，所述宽度递减段的两侧壁包括多级台阶。
7、在本申请的一些实施例中，所述台阶的阶数满足如下关系式：
8、n＝(j1-j2)/δj；
9、其中，n为所述台阶的阶数，j1为所述待测金属层的电流密度，j2为所述第一连接金属层的宽度恒定段的电流密度，δj为经过每阶台阶的电流密度递增量。
10、在本申请的一些实施例中，δj的大小满足，0.45ma/μm2≤δj<0.9ma/μm2。
11、在本申请的一些实施例中，每级台阶的台阶面宽度相等，且满足如下关系式：
12、w3＝(w2-w1)/n；
13、其中，w3为每级台阶的台阶面宽度，w2为所述第一连接金属层的宽度恒定段宽度，w1为所述待测金属层的宽度，n为所述台阶的阶数。
14、在本申请的一些实施例中，所述第一连接金属层的宽度递减段的长度为0.5μm～5μm。
15、在本申请的一些实施例中，所述第一连接金属层的宽度恒定段的宽度为1μm～5μm，且长度为100μm～150μm。
16、在本申请的一些实施例中，所述待测金属层的宽度为0.1μm～3μm，长度为5μm～400μm。
17、在本申请的一些实施例中，所述第一连接金属层与所述第一电流测试衬垫直接连接，所述第一连接金属层与所述第一电压测试衬垫通过第一金属连线连接。
18、在本申请的一些实施例中，所述第二连接金属层与所述第二电流测试衬垫直接连接，所述第二连接金属层与所述第二电压测试衬垫通过第二金属连线连接。
19、本申请还提供一种测试方法，采用上述的测试结构进行测试，所述测试方法包括：在所述第一电流测试衬垫上施加预设的第一电流；在所述第一电压测试衬垫上获得第一电压，在所述第二电压测试衬垫上获得第二电压，并在所述第二电流测试衬垫上获得第二电流；通过监控所述第一电压、第二电压的电压差与所述第一电流、所述第二电流的电流差的比值，获得所述待测金属层的阻值变化量。
20、在本申请的一些实施例中，所述测试方法还包括：根据所述阻值变化量判定所述待测金属层是否失效。
21、在本申请的一些实施例中，当所述阻值变化量超过预设值时，则判定所述待测金属层失效；当所述阻值变化量未超过所述预设值时，则判定所述待测金属层未失效。
22、在本申请的一些实施例中，所述预设的第一电流的电流密度为1ma/μm2～50ma/μm2。
23、与现有技术相比，本申请技术方案的测试结构及测试方法具有如下
24、有益效果：
25、通过使连接金属层的宽度递减段呈阶梯式递减，并且使宽度递减段的最窄处与待测金属层的宽度相等，进而使连接金属层和待测金属层的电流密度相匹配，减少待测金属层上的电流峰值，降低待测金属层被烧毁的风险。
26、由于宽度递减段呈阶梯式递减，因此即便待测金属层、位于待测金属层两侧的虚拟金属层及连接金属层位于同一平面内，且虚拟金属层与待测金属层长度相等时，也不会导致虚拟金属层与连接金属层短接。进一步地，由于虚拟金属层和待测金属层的长度可以相等，因此保证了在制作待测金属层时，待测金属层的各部分均有虚拟金属层作为参照物，由此制作的待测金属层宽度均匀，避免了因待测金属层两端结构异常导致的烧毁问题。
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1.一种测试结构，用于测试隔离器结构中金属层的性能，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第二连接金属层与所述第一连接金属层的结构相同，且在所述第二连接金属层中，宽度递减段的最窄处与所述待测金属层的第二端宽度相等并进行电连接，宽度恒定段电连接第二电流测试衬垫和第二电压测试衬垫。
3.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，还包括：虚拟金属层，分布于所述待测金属层的两侧，且与所述待测金属层的长度相等。
4.根据权利要求3所述的测试结构，其特征在于，所述待测金属层、所述第一连接金属层、所述第二连接金属层以及所述虚拟金属层位于同一平面。
5.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述宽度递减段的两侧壁包括多级台阶。
6.根据权利要求5所述的测试结构，其特征在于，所述台阶的阶数满足如下关系式：
7.根据权利要求6所述的测试结构，其特征在于，ΔJ的大小满足：0.45mA/μm2≤ΔJ<0.9mA/μm2。
8.根据权利要求5所述的测试结构，其特征在于，每级台阶的台
9.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一连接金属层的宽度递减段的长度为0.5μm～5μm。
10.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一连接金属层的宽度恒定段的宽度为1μm～5μm，且长度为100μm～150μm。
11.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述待测金属层的宽度为0.1μm～3μm，长度为5μm～400μm。
12.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一连接金属层与所述第一电流测试衬垫直接连接，所述第一连接金属层与所述第一电压测试衬垫通过第一金属连线连接。
13.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第二连接金属层与所述第二电流测试衬垫直接连接，所述第二连接金属层与所述第二电压测试衬垫通过第二金属连线连接。
14.一种测试方法，其特征在于，采用权利要求1至13任一项所述的测试结构进行测试，所述测试方法包括：
15.根据权利要求14所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：根据所述阻值变化量判定所述待测金属层是否失效。
16.根据权利要求15所述的测试方法，其特征在于，当所述阻值变化量超过预设值时，则判定所述待测金属层失效；当所述阻值变化量未超过所述预设值时，则判定所述待测金属层未失效。
17.根据权利要求14所述的测试方法，其特征在于，所述预设的第一电流的电流密度为1mA/μm2～50mA/μm2。
...【技术特征摘要】
1.一种测试结构，用于测试隔离器结构中金属层的性能，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第二连接金属层与所述第一连接金属层的结构相同，且在所述第二连接金属层中，宽度递减段的最窄处与所述待测金属层的第二端宽度相等并进行电连接，宽度恒定段电连接第二电流测试衬垫和第二电压测试衬垫。
3.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，还包括：虚拟金属层，分布于所述待测金属层的两侧，且与所述待测金属层的长度相等。
4.根据权利要求3所述的测试结构，其特征在于，所述待测金属层、所述第一连接金属层、所述第二连接金属层以及所述虚拟金属层位于同一平面。
5.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述宽度递减段的两侧壁包括多级台阶。
6.根据权利要求5所述的测试结构，其特征在于，所述台阶的阶数满足如下关系式：
7.根据权利要求6所述的测试结构，其特征在于，δj的大小满足：0.45ma/μm2≤δj<0.9ma/μm2。
8.根据权利要求5所述的测试结构，其特征在于，每级台阶的台阶面宽度相等，且满足如下关系式：
9.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一连接金属层的宽度递减段的长度为0.5μm～5μm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：牛刚，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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