RU1807427C - Тестова структура дл электрооптического контрол электрических напр жений на металлизации в ИС - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрооптическим измерени м и предназначено дл  проведени , внутрисхемных бесконтактных измерений электрических напр же- ний в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах. Целью изобретени   вл етс  noИзобретение относитс  к злектроопти- ческим измерени м и предназначено дл  проведени  внутрисхемных бесконтактных измерений электрических напр жений в интегральных микросхемах (ИМС) на пластинах . Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напр жений бесконтактным электрооптическим методом и обеспечение возможности измерени  J: -: .. -.. . .: .. вышение чувствительности внутрисхемных измерений электрических напр жений бескантактным электрооптичёским методом и обеспечение возможности измерени  электрйческого напр жени  на металлизации любого сло . Предлагаема  тестова  структура дл  внутрисхемных измерений электрического напр жени  в ИМЬ на элёктрбоптических -материалах дополнительно , содержит сформированную в подложке изолированную полупроводниковую область с высокой проводимостью, имеющую гальваническую св зь с металлической шиной, на котором измер етс  налр жение, и покрытую сло ми диэлектрика и металла, образующими оптическое зеркало дл  лазерного луча, зондирующего указанный элемент контрол  через подложку. В основе метода измерений лежит электрооптический эффект. Измерение электрических сигналов осуществл етс  в рабочем режиме ИМС бесконтактным способом путем зондировани  лазерным лучом и анализа пол ризации отраженного излучени . электрического напр жени  на металлизации любого уровн  ИМС. На фиг.1 показана тестова  структура ИМС на электрооптическом материале дл ; измерений электрооптическим способом, где зондирующий лазерный луч 1, пластина 2 из электрооптического материала с ИМС, металлическа  шина 3 первого уровн , на которой требуетс  измерить напр жение, пассивирующий диэлектрик 4, изолирован- на  полупроводникова  область 5 с высоткой 00 О 2 ю Х(

Description

проводимостью, омический контакт 6 шины, на которой измер етс  напр жение с полу- пррводникрвой областью, изолирующий межуровневый диэлектрик 7, слой 8 металла второго уровн , выполн ющий рольотража- ющего покрыти / ,;.iC;Vs .- v .. - . / л-

На фиг.2 показана тестова  структура, в которой в качестве отражающего покрыти  полупроводниковой области используетс  та же шина металлизации, на которой измен етс  напр жение, и где имеетс  окно.в межуровневом диэлектрике. ;о

П р и м е р. Дополнительных Технологических операций создание тестовых структур не требует. Низкоомна  полупроводникова  область; омический контакт, ди- э л ект р и ч ее к и ё и м ет а лл йче с кие с л о и, образующие тестовую бтруктуру, те же, что и используютс  в технологии. МеталлИза- цйИ второго уробн , например, ййстёма U- Аи, совместно с диэлектриком .образует на GaAs высокоотражающую поверхность. При этом, как показано на фиг.2,если контролируема  шина находитс  во втором слое мё-. таллйзации, ее можно использовать в качестве отражающего покрыти . С учётбм характерных размеров сфокусированного п тна (3-; 5 мкм) и омического контакта (3-4 мкм), обща  площадь тестовой структуры не превышает 10x10 мкм, так что введение10-15 элементов контрол  в ИМ С не увеличивает значительно ее площадь. : :

Измерени  с помощью предлагаемой тестовой структуры, встроенной в измер емую ИМС, производ тс  следующим образом . . - ;,;. . ;- .. . : . . ..;:

Пластина электрооптйческбго материала (GaAs) с ИМС располагаетс  на координатном столе с зондовЫм устройством. Измерени  производ тс  в рабочем режиме работы ИМС. В основе способа измерений лежит электрбоптический эффект Поккель- са и принцип стробировани  электрического импульса оптическим. Лазерный луч 1 через нижнюю поверхность пластины фокусируетс  на отражающей поверхности тестовой структуры. Поскольку толщина диэлектрического сло  7, как правило, не превышает 1 мкм, можно считать/что луч сфокусирован на лицевой поверхности

GaAs. Благодар  электрической св зи с шиной металлизации потенциал этой поверхности равен потенциалу на шинв. Измерени  включают анализ пол ризации

отражённого излучени , претерпевающей изменени  относительно хрдной вследствие элёктрооптичёского эффекта в пластине . Соответствующа  элё|строог1тиЦ|е СКд  мЬдул ци  излучени  А Г пропорциональна

разности электрических потенциалов U на тыльной и лицевой поверхност х пластины GaAs в момент прихода импульса излуче:. ни :Г (2 /Я)п r4iU, гдеА-длина волньг лазера, п -- показатель преломлени  ЁОтсуТствие электрического пол , Г4| - злектрорп- тйческий коэффициент GaAs При атом потенциал тыльной стороны с большой точностью можно считать равным нулю. стным способом с помощью оптического

анализатора изменени  пол ризации пере- вод тс  в амплитудные изменени  сигнала на фотоприёмнике. Мен   задержку между входными сигналами и зондирующими лазерными импульсами, восстанавливают и

регистрируют форму электрического им-- пульса в данной контрольйой точке, после «lero 1г| е| ёход т к следующей. Я

30

Формул а и зоб р е т е н и  

Тестова  структура дл  электрооптиче- ского контрол  электрических напр жений на металлизации в ИС на основе электрооп- т ческих материалов, содержаща  подлож- ку из элёктрооптического материала со сформированной на ее поверхности металлической шиной, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью повышени  чувствительности и обеспечени  возможности контрол 

электрического напр жени  на металлизации любого уровн , тестова  структура до полнительно содержит сформированную в подложке электрически изолированную низкоомную область, имеющую электрическую св зь с контролируемой металлической шиной, и последовательно нанесенные на поверхность низкоомной области слои диэлектрика и металла, граница раздела которых образует отражающую поверхность.

Редактор Т. Федотов

Составитель Л. Ангелова ФигТехред М.Моргентал

Ко

Корректор/ Л. Филь