CN105448890B - 一种测试器件群测试键 - Google Patents

Abstract

一种测试器件群测试键，包括：场效应晶体管，具有源极、栅极和漏极；源极测试垫，连接到源极；栅极测试垫，连接到栅极；漏极测试垫，连接到漏极；第一二极管组，连接到源极测试垫和栅极测试垫之间，其中第一二极管组由多个二极管连接而成，使得从源极测试垫到栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从栅极测试垫到源极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通；以及第二二极管组，连接到漏极测试垫和栅极测试垫之间，其中第二二极管组由多个二极管连接而成，使得从漏极测试垫到栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从栅极测试垫到漏极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通。

Description

一种测试器件群测试键

技术领域

本申请涉及一种测试器件群(TEG：Test Element Group)测试键(Test Key)，尤其涉及一种用于监控薄膜场效应晶体管(TFT)产品特性或工艺表现的测试器件群测试键。

背景技术

在半导体器件生产过程中，经常采用测试器件群测试键来监控半导体器件的产品特性或工艺表现。

图1示例性示出了一种现有技术中的测试器件群测试键的示意图。如图1中所示，现有技术中的测试器件群测试键包括：场效应晶体管1，具有源极S、栅极G和漏极D；源极测试垫Ps，通过金属M连接到源极S；栅极测试垫Pg，通过金属M连接到栅极G；以及漏极测试垫Pd，通过金属M连接到漏极D。在测试包含场效应晶体管1的批次的半导体器件的产品特性或工艺表现时，通过源极测试垫Ps、栅极测试垫Pg和漏极测试垫Pd将测试信号施加到该场效应晶体管1的源极S、栅极G和漏极D，来得到场效应晶体管1的电压/电流响应曲线，由此得知该批次半导体器件的产品特性或工艺表现。

然而，由于传送摩擦、机台静电等原因，半导体器件在制备过程中会带有静电，因此，在采用现有技术中的测试器件群测试键来监控半导体器件的产品特性或工艺表现时，被测试的半导体器件易遭受静电释放(ESD)冲击，被测试的半导体器件被静电释放冲击击伤后，将不会输出正常的测试结果。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本申请提供一种测试器件群测试键，包括：场效应晶体管，具有源极、栅极和漏极；源极测试垫，电性连接到所述源极；栅极测试垫，电性连接到所述栅极；漏极测试垫，电性连接到所述漏极；第一二极管组，电性连接到所述源极测试垫和所述栅极测试垫之间，其中所述第一二极管组由多个二极管连接而成，使得从所述源极测试垫到所述栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从所述栅极测试垫到所述源极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通；以及第二二极管组，电性连接到所述漏极测试垫和所述栅极测试垫之间，其中所述第二二极管组由多个二极管连接而成，使得从所述漏极测试垫到所述栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从所述栅极测试垫到所述漏极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通。

其中，所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由多个二极管串联形成。

其中，所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由多个二极管串联后再并联形成。

其中，所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由两个二极管反向串联形成。

其中，所述第一二极管组和所述第二二极管组中任何一个所包括的所述两个二极管还串联有限流电阻。

其中，所述第一二极管组和所述第二二极管组中任何一个所包括的所述两个二极管是齐纳二极管。

其中，所述场效应晶体管是薄膜场效应晶体管。

其中，所述导体是金属。

采用本申请的测试器件群测试键来监控半导体器件的产品特性或工艺表现的应用下，由于本申请的测试器件群测试键的场效应晶体管的源极与栅极之间存在第一二极管组，漏极与栅极之间存在第二二极管组，只要前述高电压超过第一二极管组和第二二极管组的击穿电压，就会将第一二极管组和第二二极管组的击穿，并通过第一二极管组和第二二极管组快速放电，从而使得场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间不会出现过高的电压，这样就保护了场效应晶体管，使其源极、栅极和漏极之间不会被因静电泻放而引起的高电压击穿。如果场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间不存在因静电而引起的过高的电压，或静电已被大部分泻放之后，第一二极管组和第二二极管组可以被烧断或恢复到不导通状态，即第一二极管组和第二二极管组在场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间仍然表现为高阻抗状态，这样就不会影响随后对场效应晶体管进行产品特性或工艺表现测试，从而可以输出正常的测试结果。

附图说明

下面将参照所附附图来描述本申请的实施例，其中：

图1示例性示出了一种现有技术中的测试器件群测试键的示意图；

图2示例性示出了根据本申请第一实施例的测试器件群测试键的示意图；

图3示例性示出了根据本申请第二实施例的测试器件群测试键的示意图；

图4示例性示出了根据本申请第三实施例的测试器件群测试键的示意图；

图5示例性示出了根据本申请第四实施例的测试器件群测试键的示意图；以及

图6示例性示出了根据本申请第五实施例的测试器件群测试键的示意图。

具体实施方式

下面将结合图2至图6详细描述本申请，其中相同的附图标记表示相同或相似的设备、物质或器件。

图2示例性示出了根据本申请第一实施例的测试器件群测试键的示意图。如图2中所示，本申请的第一实施例的测试器件群测试键包括：场效应晶体管1，具有源极S、栅极G和漏极D；源极测试垫Ps，通过导体2电性连接到源极S；栅极测试垫Pg，通过导体2电性连接到栅极G；漏极测试垫Pd，通过导体2电性连接到漏极D；第一二极管组3，通过导体2电性连接到源极测试垫Ps和栅极测试垫Pg之间，其中第一二极管组3由多个二极管连接而成，使得从源极测试垫Ps到栅极测试垫Pg方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从栅极测试垫Pg到源极测试垫Ps方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通；以及第二二极管组4，通过导体2电性连接到漏极测试垫Pd和栅极测试垫Pg之间，其中第二二极管组4由多个二极管连接而成，使得从漏极测试垫Pd到栅极测试垫Pg方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从栅极测试垫Pg到漏极测试垫Pd方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通。

在采用本申请的第一实施例的测试器件群测试键来监控半导体器件的产品特性或工艺表现的应用下，当场效应晶体管1的源极S、栅极G或漏极D被施加测试信号时，源极S、栅极G或漏极D中最早接通外部测试设备的一个电极相当于被接地，由于场效应晶体管的内阻很大，同时由于静电的存在，因此，其它两个电极与最早接通外部测试设备的那个电极之间立刻有产生高电压的趋势。然而由于本申请的第一实施例的测试器件群测试键的场效应晶体管1的源极S与栅极G之间存在第一二极管组3，漏极D与栅极G之间存在第二二极管组4，只要前述高电压超过第一二极管组3和第二二极管组4的击穿电压，就会将第一二极管组3和第二二极管组4的击穿，并通过第一二极管组3和第二二极管组4快速放电，从而使得场效应晶体管1的源极S、栅极G和漏极D之间不会出现过高的电压，这样就保护了场效应晶体管1，使其源极S、栅极G和漏极D之间不会被因静电泻放而引起的高电压击穿。

这里第一二极管组3和第二二极管组4的击穿电压应低于(最好是远低于)场效应晶体管1的最小击穿电压。

如果场效应晶体管1的源极S、栅极G和漏极D之间不存在因静电而引起的过高的电压，或静电已被大部分泻放之后，第一二极管组3和第二二极管组4可以被烧断或恢复到不导通状态，即第一二极管组3和第二二极管组4在场效应晶体管1的源极S、栅极G和漏极D之间仍然表现为高阻抗状态，这样就不会影响随后对场效应晶体管1进行产品特性或工艺表现测试，从而可以输出正常的测试结果。

另外，作为一个可选的实施例，图2中所示的场效应晶体管1例如可以是薄膜场效应晶体管。

另外，作为一个可选的实施例，图2中所示的导体2可以是金属。

为了更好地理解本申请，图3示例性示出了根据本申请第二实施例的测试器件群测试键的示意图。图3与图2的不同之处在于，图3中用第一二极管组5和第二二极管组6代替了图2中的第一二极管组3和第二二极管组4。

图3中的第一二极管组5和第二二极管组6分别是由多个二极管串联形成，用于提高第一二极管组5和第二二极管组6的击穿电压，其目的是扩展测试器件群测试键的测试电压范围，以满足高耐压值器件的测试需要。

为了更好地理解本申请，图4示例性示出了根据本申请第三实施例的测试器件群测试键的示意图。图4与图2的不同之处在于，图4中用第一二极管组7和第二二极管组8代替了图2中的第一二极管组3和第二二极管组4。

图4中的第一二极管组7和第二二极管组8分别是由多个二极管串联后再并联形成，用于提高第一二极管组7和第二二极管组8的击穿电压，并同时增加第一二极管组7和第二二极管组8的击穿电流承受能力，其目的是除了扩展测试器件群测试键的测试电压范围，还可提高第一二极管组7和第二二极管组8的击穿放电速度，因此，除了满足高耐压值的器件测试需要，还可耐受更严重的静电冲击。

为了更好地理解本申请，图5示例性示出了根据本申请第四实施例的测试器件群测试键的示意图。图5与图2的不同之处在于，图5中用第一二极管组9和第二二极管组10代替了图2中的第一二极管组3和第二二极管组4。

图5中的第一二极管组9和第二二极管组10分别是由两个二极管反向串联形成，这是最精简的方式，可以获得最小的体积和最低的成本。

为了更好地理解本申请，图6示例性示出了根据本申请第五实施例的测试器件群测试键的示意图。图6与图5的不同之处在于，图6中用第一二极管组11和第二二极管组12代替了图5中的第一二极管组9和第二二极管组10。

图6中的第一二极管组11和第二二极管组12中任何一个所包括的两个二极管还串联有限流电阻R，限流电阻R用于限制第一二极管组11和第二二极管组12的击穿放电电流，其目的是为了保护第一二极管组11和第二二极管组12，使其不被静电冲击电流烧毁，以实现第一二极管组11和第二二极管组12能够在将来多次使用。

因为限流电阻R的存在，降低了击穿放电电流和放电速度，因此图6更适合高耐压值的器件。而且图6中的第一二极管组11和所述第二二极管组12中任何一个所包括的两个二极管可以是齐纳二极管，以便于控制第一二极管组11和第二二极管组12的击穿放电电压。

在采用本申请的测试器件群测试键来监控半导体器件的产品特性或工艺表现的应用下，由于本申请的测试器件群测试键的场效应晶体管的源极与栅极之间存在第一二极管组，漏极与栅极之间存在第二二极管组，只要前述高电压超过第一二极管组和第二二极管组的击穿电压，就会将第一二极管组和第二二极管组的击穿，并通过第一二极管组和第二二极管组快速放电，从而使得场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间不会出现过高的电压，这样就保护了场效应晶体管，使其源极、栅极和漏极之间不会被因静电泻放而引起的高电压击穿。如果场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间不存在因静电而引起的过高的电压，或静电已被大部分泻放之后，第一二极管组和第二二极管组可以被烧断或恢复到不导通状态，即第一二极管组和第二二极管组在场效应晶体管的源极、栅极和漏极之间仍然表现为高阻抗状态，这样就不会影响随后对场效应晶体管进行产品特性或工艺表现测试，从而可以输出正常的测试结果。

虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等同范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种测试器件群测试键，其特征在于，包括：

场效应晶体管，具有源极、栅极和漏极；

源极测试垫，电性连接到所述源极；

栅极测试垫，电性连接到所述栅极；

漏极测试垫，电性连接到所述漏极；

第一二极管组，电性连接到所述源极测试垫和所述栅极测试垫之间，其中所述第一二极管组由多个二极管连接而成，使得从所述源极测试垫到所述栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从所述栅极测试垫到所述源极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通；以及

第二二极管组，电性连接到所述漏极测试垫和所述栅极测试垫之间，其中所述第二二极管组由多个二极管连接而成，使得从所述漏极测试垫到所述栅极测试垫方向上因存在有反向连接的二极管而不导通，并且同时从所述栅极测试垫到所述漏极测试垫方向上也因存在有反向连接的二极管而不导通，

其中所述第一二极管组和所述第二二极管组中的每一个至少包括两个反向串联的二极管。

2.根据权利要求1所述的测试器件群测试键，其中，

所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由多个二极管串联形成。

3.根据权利要求1所述的测试器件群测试键，其中，

所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由多个二极管串联后再并联形成。

4.根据权利要求1所述的测试器件群测试键，其中，

所述第一二极管组和所述第二二极管组分别是由两个二极管反向串联形成。

5.根据权利要求4所述的测试器件群测试键，其中，

所述第一二极管组和所述第二二极管组中任何一个所包括的所述两个二极管还串联有限流电阻。

6.根据权利要求5所述的测试器件群测试键，其中，

所述第一二极管组和所述第二二极管组中任何一个所包括的所述两个二极管是齐纳二极管。

7.根据权利要求1所述的测试器件群测试键，其中，

所述场效应晶体管是薄膜场效应晶体管。