一种测试芯片及集成方法
专利汇可以提供一种测试芯片及集成方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种测试芯片，包括测试单元，测试单元单个或呈阵列分布在芯片中，测试单元包括若干呈阵列分布的基本单元，若干基本单元具有 串联 、并联或既串联又并联的连接关系；每一基本单元均包括热测试模 块 、应 力 测试模块和电迁移测试模块；其中，热测试模块包括加热元件和测温元件； 应力 测试模块包括应力测试元件；电迁移测试模块包括电迁移测试元件；加热元件、测温元件、应力测试元件和电迁移测试元件均分别外接驱动电源和 信号 读出 电路 。本发明还提供一种测试芯片的集成方法。，下面是一种测试芯片及集成方法专利的具体信息内容。
1.一种测试芯片，其特征在于，包括：
测试单元，所述测试单元单个或呈阵列分布在芯片中，所述测试单元包括若干呈阵列分布的基本单元，若干所述基本单元具有串联、并联或既串联又并联的连接关系；
每一所述基本单元均包括热测试模块、应力测试模块和电迁移测试模块；
其中，所述热测试模块包括加热元件和测温元件；
所述应力测试模块包括应力测试元件；
所述电迁移测试模块包括电迁移测试元件；
所述加热元件、测温元件、应力测试元件和电迁移测试元件分别外接驱动电源和信号读出电路。
2.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，每一所述基本单元中均包括两个所述加热元件，且两个所述加热元件间隔分布；两个所述加热元件之间设置一个所述测温元件；
其中任意一个所述加热元件的相邻的外侧面均对应设置一个所述应力测试元件；在所述加热元件的外侧面且不与所述应力测试元件干涉的位置设置一个所述电迁移测试元件。
3.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，所述加热元件为加热电阻，通过光刻、刻蚀所述芯片中的衬底形成第一电阻条，并向所述第一电阻条内掺杂硼、磷或砷中的任意一种离子，以形成所述加热电阻；
或者，淀积、光刻、刻蚀多晶硅、铝、钛、镍、钛、铂、钯、金或铬任意一种材料层或任意至少两种材料形成的合金层，以形成所述加热电阻。
4.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，所述测温元件为二极管温度传感器或热敏电阻温度传感器中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，所述应力测试元件为两个，其中一个所述应力测试元件设置在第一方向上，另外一个设置在第二方向上，所述第一方向和第二方向具有夹角，所述夹角的范围为0°至180°；
所述应力测试元件由压阻或压电材料制成。
6.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，每一所述电迁移测试元件均包括第二电阻条，所述第二电阻条内置在所述芯片中；
第三电阻条，所述第三电阻条分布在所述第二电阻条的上方，且所述第二电阻条的首尾均对应一个所述第三电阻条；所述第三电阻条内置在芯片中，或，分布在所述芯片的顶层；所述第二电阻条的首尾均通过第二连接线与所述第三电阻条连通。
7.根据权利要求6所述的测试芯片，其特征在于，所述第二电阻条和第三电阻条的材料为钛、氮化钛、铝、镍、金、铜、铂中的任意一种或至少任意两种材料的合金或叠层；
所述第二连接线的材料为钛、氮化钛、铝、镍、金、钨、铜、锡、银或铅中的任意一种或至少任意两种材料的合金或至少任意两种材料的叠层。
8.根据权利要求1所述的测试芯片，其特征在于，所述加热元件、测温元件、应力测试元件和电迁移测试元件均通过四线开尔文连接方式留出焊盘、用于与所述驱动电源和信号读出电路连接。
9.一种测试芯片的集成方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述芯片中集成测试单元，所述测试单元单个或呈阵列分布在芯片中，所述测试单元包括若干呈阵列分布的基本单元，若干所述基本单元具有串联、并联或既串联又并联的连接关系；
其中，每一个所述基本单元的集成均包括以下步骤：
在所述芯片的衬底的顶层形成加热元件、测温元件和应力测试元件；
在上述已形成的结构上淀积形成氧化介质层；
自所述氧化介质层的顶层向下依次形成分别与所述加热元件、测温元件和应力测试元件对应且连通的焊盘和第一连接线，以及第二电阻条；
在上述已形成的结构上淀积形成钝化层，并平坦化处理；
刻蚀所述钝化层露出所述焊盘，且形成能够与所述第二电阻条连通的第二连接线；
在所述钝化层的表面形成分立的且与所述第二电阻条的首尾对应的第三电阻条，由所述第二电阻条、第二连接线和第三电阻条构成电迁移测试元件；形成所述第三电阻条的同时形成能够使所述基本单元串联、并联或既串联又并联的连接的键合点或倒装凸点。
10.根据权利要求9所述的测试芯片的集成方法，其特征在于，所述加热元件为加热电阻，形成所述加热电阻的步骤包括：
光刻、刻蚀所述衬底形成第一电阻条，并向所述第一电阻条内掺杂硼、磷或砷中的任意一种离子；
或者，在所述衬底上淀积、光刻、刻蚀多晶硅、铝、钛、镍、钛、铂、钯、金或铬任意一种材料层或任意至少两种材料形成的合金层，以形成所述加热电阻。
11.根据权利要求10所述的测试芯片的集成方法，其特征在于，所述测温元件为二极管温度传感器，所述二极管温度传感器的形成步骤包括：
光刻、刻蚀所述衬底形成所述第一电阻条的同时形成第一硅结构，向所述第一硅结构中掺杂硼、磷或砷中的任意一种离子，以形成所述二极管温度传感器。
12.根据权利要求10所述的测试芯片的集成方法，其特征在于，所述测温元件为热敏电阻温度传感器，所述热敏电阻温度传感器的形成步骤包括：
在具有所述加热电阻的结构上淀积、光刻、刻蚀钛、铂或氧化钒中的任意一种材料层或任意至少两种材料形成的合金层，以形成所述热敏电阻温度传感器。
13.根据权利要求10所述的测试芯片的集成方法，其特征在于，所述应力测试元件的形成步骤包括：
光刻、刻蚀所述衬底形成所述第一电阻条的同时形成第二硅结构，向所述第二硅结构中掺杂硼、磷或砷中的任意一种离子，以形成所述应力测试元件；
或，在具有所述加热电阻和/或测温元件的淀积、光刻、刻蚀AIN或PZT材料层，以形成所述应力测试元件。
14.根据权利要求9所述的测试芯片的集成方法，其特征在于，自所述氧化介质层的顶层向下依次形成分别与所述加热元件、测温元件和应力测试元件对应且连通的焊盘和第一连接线，以及第二电阻条的步骤包括：
自所述氧化介质层向下刻蚀形成接触孔；
在所述接触孔内形成中掺杂接触区，并进行退火；
沉积第一金属，所述第一金属将所述接触孔填充，且覆盖所述介质层；
去除部分所述第一金属，保留所述接触孔内的所述第一金属以形成所述焊盘和第一连接线，以及所述第二电阻条。
一种测试芯片及集成方法
技术领域
背景技术
发明内容
每一基本单元均包括热测试模块、应力测试模块和电迁移测试模块；
其中，热测试模块包括加热元件和测温元件；
应力测试模块包括应力测试元件；
电迁移测试模块包括电迁移测试元件；
加热元件、测温元件、应力测试元件和电迁移测试元件分别外接驱动电源和信号读出电路。
其中，每一个基本单元的集成均包括以下步骤：
在芯片的衬底的顶层形成加热元件、测温元件和应力测试元件；
在上述已形成的结构上淀积形成氧化介质层；
自氧化介质层的顶层向下依次形成分别与加热元件、测温元件和应力测试元件对应且连通的焊盘和第一连接线，以及第二电阻条；
在上述已形成的结构上淀积形成钝化层，并平坦化处理；
刻蚀钝化层露出焊盘，且形成能够与第二电阻条连通的第二连接线；
在钝化层的表面形成分立的且与第二电阻条的首尾对应的第三电阻条，由第二电阻条、第二连接线和第三电阻条构成电迁移测试元件；形成第三电阻条的同时形成能够使基本单元串联、并联或既串联又并联的连接的键合点或倒装凸点。
或者，在衬底上淀积、光刻、刻蚀多晶硅、铝、钛、镍、钛、铂、钯、金或铬任意一种材料层或任意至少两种材料形成的合金层，以形成加热电阻。
或，在具有加热电阻和/或测温元件的淀积、光刻、刻蚀AIN或PZT材料层，以形成应力测试元件。
在接触孔内形成中掺杂接触区，并进行退火；
沉积第一金属，第一金属将接触孔填充，且覆盖介质层；
去除部分第一金属，保留接触孔内的第一金属以形成焊盘和第一连接线，以及第二电阻条。
图3是发明提供的一个实施例的测试芯片中一个基本单元的剖面示意图；
图4是发明提供的一个实施例的测试芯片中呈阵列分布的基本单元之间形成的串联关系示意图；
图5是本发明提供的一个实施例的测试芯片中呈阵列分布的基本单元之间形成的并联关系示意图；
图6-图8是本发明提供的电迁移测试元件的结构示意图。
具体实施方式
其中，热测试模块100包括加热元件1000和测温元件1001；
应力测试模块101包括应力测试元件1010；
电迁移测试模块102包括电迁移率测试元件1020；
测温元件1001、应力测试元件1010和电迁移测试元件1020均分别外接驱动电源（图中未示出）和信号读出电路（图中未示出）。
1001。优选在其中一个加热元件1000相邻的两外侧面分别设置一个应力测试元件1010，应力测试元件1010的设置方向优选相互垂直，当然也可以是除相互垂直以外的其他位置关系。优选在加热元件1000的四周且不与应力测试元件1010发生干涉的位置设置电迁移测试元件1020。
1020-2，并通过第二连接线1020-3连通。
2，然后通过两个第二连接线1020-3将第二电阻条1020-1的首尾与第三电阻条1020-2连通，即形成双凸点链环结构。
其中，每一个基本单元10的集成包括以下步骤：
S100、在芯片的衬底20的顶层形成加热元件1000、测温元件1001和应力测试元件1010；
在本步骤中，衬底20可以是硅衬底或SOI衬底中的任意一种。
采用离子注入的方式向第一电阻条内掺杂硼、磷或砷离子，掺杂的浓度为1017至1021每平方厘米，掺杂后形成能够满足阻值要求的加热电阻，即加热元件1000。
在具有加热元件1000的结构上淀积钛、铂或氧化钒，采用光刻胶、刻蚀工艺形成测温元件1001，采用此种方式形成的测温元件1001为热敏电阻温度传感器；
在具有加热元件1000和/或测温元件1001的结构上淀积AIN或PZT，采用光刻刻蚀工艺形成应力测试元件1010。
自氧化介质层21向下形成接触孔；
在接触孔内形成掺杂接触区，并进行退火；
沉积第一金属，第一金属将接触孔填满，且覆盖介质层21；
去除部分第一金属，保留接触孔内的第一金属以形成焊盘22和第一连接线23，以及第二电阻条1020-1。
S105、在钝化层24的表面形成分立的其与第二电阻条1020-1的首尾连通的第三电阻条
1020-2，由第二电阻条1020-1、第二连接线1020-3和第三电阻条1020-2构成电迁移测试元件1020；形成第三电阻条1020-2的同时形成能够使基本单元10串联、并联或既串联又并联的键合点或倒装焊点（图中未示出）。
2，然后通过两个第二连接线1020-3将第二电阻条1020-1的首尾与第三电阻条1020-2连通，即形成双凸点链环结构。
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