Тестовая структура для электрооптического контроля электрических напряжений на металлизации в ис

 

Изобретение относится к электрооптическим измерениям и предназначено для проведения, внутрисхемных бесконтактных измерений электрических напряжений в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах. Целью изобретения является noИзобретение относится к злектрооптическим измерениям и предназначено для проведения внутрисхемных бесконтактных измерений электрических напряжений в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах . Целью изобретения является повышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напряжений бесконтактным электрооптическим методом и обеспечение возможности измерения J: -: .. -.. . .: .. вышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напряжений бескантактным электрооптичёским методом и обеспечение возможности измерения электрйческого напряжения на металлизации любого слоя. Предлагаемая тестовая структура для внутрисхемных измерений электрического напряжения в ИМЬ на элёктрбоптических -материалах дополнительно , содержит сформированную в подложке изолированную полупроводниковую область с высокой проводимостью, имеющую гальваническую связь с металлической шиной, на котором измеряется налряжение, и покрытую слоями диэлектрика и металла, образующими оптическое зеркало для лазерного луча, зондирующего указанный элемент контроля через подложку. В основе метода измерений лежит электрооптический эффект. Измерение электрических сигналов осуществляется в рабочем режиме ИМС бесконтактным способом путем зондирования лазерным лучом и анализа поляризации отраженного излучения. электрического напряжения на металлизации любого уровня ИМС. На фиг.1 показана тестовая структура ИМС на электрооптическом материале для; измерений электрооптическим способом, где зондирующий лазерный луч 1, пластина 2 из электрооптического материала с ИМС, металлическая шина 3 первого уровня, на которой требуется измерить напряжение, пассивирующий диэлектрик 4, изолированная полупроводниковая область 5 с высоткой 00 О 2 ю Х(

сж ао

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4927484/25 (22) 15,04.91 (46) 07.04;93. Бюл M 13 (71) Научно-исследовательский институт молекулярной электроники (72) Ю.Ф.Адамов и Л.А.Ангелова . (56) Kotner В., Stoom D. Direct electrooptlc

sampling of тгазт1зз!оп tine stgnals ргораца! п9 on а Оа As substrate, "Etectionlcs

Letters, 1984, v.20, ht. 20, р.р.818 — 8 f 9.

Freeman J, and аИ "Electro-optic . sampling of Planar digital Ga As integrated ..circuits, appl.PhysËLån, 1985, ч.47, hb 10, рр 1083-1084. (54) TEC (ОВАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ HA МЕТАЛЛИЗАЦИИ

В ИС (57) Изобретение относится к электрооптическим измерениям и предназначено для проведения внутрисхемных .бесконтактных измерений электрических напряжений в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах. Целью изобретения является по.4

Изобретение относится к электрооптическим измерениям и предназначено для проведения внутрисхемных бесконтактных измерений электрических напряжений в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах, Целью изобретения является повышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напряжений бесконтактным электрооптическим методом и обеспечение возможности измерения (я)5 G 01 R 31/26, Н 01 L 21/66 вышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напряжений бесконтактнйм электрооптическим методом и обеспечение возможности изме- рения электрического напряжения на металлизации любого слоя. Предлагаемая тестовая структура для внутрисхемнйх измерений электрического напряжения в ИМС на электрооптических материалах дополнительно. содержит сформированную в подложке изолированную полупроводниковую область с высокой проводимостью, имеющую гальванйческую связь с металлической шиной, на котором измеряется напряжение, . й(покрытую слоями диэлектрика и металла, З образующими оптическое зеркало для лазерного луча, зондирующего указанйый элемент контроля через подложку. В основе метода измерений лежит электрооптический эффект. Измерение электрических сигналов осуществляется в рабочем режиме

ИМС бесконтактным способом путем зондирования лазерным лучом и анализа поляризации отраженного излучения. ч электрического напряжения на металлизации любого уровня ИМС.

На фиг.1 показана тестовая структура

ИМС на электрооптическом материале для, измерений электрооптическим способом, где зондирующий лазерный луч 1, пластина

2 из электрооптического материала с ИМС, металлическая шина 3 первого уровня, на которой требуется измерить напряжение, пассивирующий диэлектрик 4, изолированная полупроводниковая область 5 с высокой

1807427

4 ! проводимостью, омический контакт 6 шины, GaAs. Благодаря электрической связи с шина которой измеряется напряжение с полу- ной металлизаций потенциал этой поверхпроводниковой областью, изолирующий ности равен потенциалу .на .шине. межуровневый диэлектрик 7, слой 8 металла Измерения включают анализ полярйзации второго уровня, выполняющий роль отража- б отраженного излучения, претерпевающей.: ющего покрытия. -. : ..;;,, : . ." """. : — изменения относительно:исх6дной вследстНа фиг.2 показана тестовая структура, в вие электрооптич6ского эффекта в пластй- . которой в качестве отражающего покрытия не. Соответствующая злектроойтическая полупроводниковой области используется модуляция излучения ЬГ пропорциональна та же шийа металлизации, на которой изме- 10 разности электрических потенциалов 0 isa няется напряжение. и где имеется окно. в тыльной И лицевой поверхйостях< пластины межуровневом диэлектрике. " .. 6аАз в момент:прихода имйульса излуче-"

fl р и м е р. Дополнительных техноло- ния; Г = (2л/А)п г4тО, гдел,- длина волны гических операций создание тестовых лазера, n- показатель преломления в отсутструктур не требует. Низкоомная полупро-. ".- ствие электрического поля, r41- электрооп-: . водниковая область, омический контакт,ди- тический коэффициент GaAs, При этом": электрические и металлические слои, потенциалтыльнойсторонысбольшойточобразующие тестовую структуру, те же, что ностью.можно считать равным нулю. Изве-: и используются в технологии, Металлиза- . "стным способом с помощью оптического ции второго уровня, например, система U- 20 анализатора изменения поляриэацйи пврв.-

Аи, совместно с диэлектриком;образует на водятся. В амплитудные изменения сигнала

GaAs высокоотражающую поверхность. При на фотопривмнйке, Меняя задержку между этом, как показано на фиг.2, если контроли- входнымй сигналами и зондирующими ларуемая шина находится во втором слое ме-. верными импульсами, восстанввливают и таллизации, ее можноиспользовать в качестве 25 регистрируют форму. электрического им-.. отражающего покрытия. С учетом характер- пульса в данной контрольйой точке, после . ных размеров сфокусированного пятна.(3- чего переходят к,следующей.

5 мкм). и омического контакта (3-4 мкм), общая площадьтестовой структуры не npe-.. Формула и за брет.е í ия вышает 10х10 мкм, так что введение 10-15 ЗО элементов контроля в ИМС не увеличивает . Тестовая структура для злектрооптичезначительно ее площадь. :: .. ского контроля электрических напряжений

Измерения с помощью предлагаемой на металлизации в ИС на основе электрооп-: тестовой структуры, встроенной в измеряе-: тических материалов; содержащая подложмую ИМС, производятся следующим обра- Ж ку из электрооптического материала co . зом.: - сформированной на ее поверхйости метал-

Пластина электрооптйческого материа- лической шиной. о т.л и ч а ю щ а я с я тем, ла (ОаАз) с NMC располагается на коорди- что, с целью повышенйя чувствительности натном столе с зондовым устройством. и обеспечения возможности контроля

Измерения производятся в рабочем режиме 40 электрического напряжения на металлизаработы ИМС. В основе способа измерений ции любого уровня, тестовая структура долежит электроойтический эффект Поккель- полнительно содержит сформированную в са и принцип стробирования электрйческо- подложке электрически изолированную

ro импульса оптическим. Лазерный луч 1 низкоомную область, имеющую электриче.черезнижнююповерхностьпластиныфоку- 45 скую связь с контролируемой металличесируется на отражающей поверхности тес- ской шиной, и последовательно нанесенные товой структуры, Поскольку толщина. на поверхность низкоомной области слои диэлектрического. слоя 7, как правило, не дизлектрикаиметалла,границаразделакопревышает 1 мкм, можно считать. что луч торых образует отражающую поверхность. сфокусирован на лицевой поверхности 50 1

1807427

Составитель ll. Ангелова

Техред М Мо гентал .. Кор екто:. Л, Филь

Редактор Т. Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 р р р,.

Заказ 1378 . Тираж Подписное

ВНИИХИ I осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5