[发明专利]一种金属电迁移结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种金属电迁移结构。

背景技术

在集成电路制造中，需要测试不同金属层的电迁移性能，测试结构如电迁移测试结构横向截面图所示（图1）：1为被测金属层，2为互连线（按照要求，每端只能有一个），3为连接金属层。但是在某些工艺中，经常遇到各层金属层的厚度不同，甚至有时相邻两层金属层的厚度（H）差异可以达到3倍甚至更大。这时，当对被测金属层施加电流应力（I）时，连接金属层所承受的电流密度（J，J=I/s，s为金属的横截面积）比被测金属层的电流密度更大。

目前是通过增加连接金属层3的宽度，来避免该种情况的发生，但是由于所加的电流都通过互连线2传导到连接金属层3上，因此互连线2下的连接金属层3还是很容易出现失效点5。这就与该测试结构的测试目的（被测金属层的电迁移性能，失效点4）相悖，有必要改进结构设计，提高测试结果的准确性。

发明内容

本发明公开了一种金属电迁移结构，其特征在于，所述金属电迁移结构包括：测试金属层、过渡金属层、第一互连线、第二互连线和连接结构；所述测试金属层的两端分别通过一第一互连线与一所述过渡金属层连接，每个所述过渡金属层还通过至少两个所述第二互连线与一连接结构连接。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：所述金属电迁移结构应用于半导体器件结构中金属层电迁移测试结构工艺中。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：每个所述连接结构均包括若干连接金属层，且通过所述第二互连线依次叠加连接，以将所述若干连接金属层串联。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：相邻的两个连接金属层之间的均至少通过两个所述第二互连线连接。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：每个所述过渡金属层的厚度小于1μm。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：所述金属电迁移结构还包括两金属垫，且每个所述金属垫均通过一所述连接结构与所述测试金属层连接，以用于对所述测试金属层进行电迁移测试工艺。

上述的金属电迁移结构，其特征在于：每个所述连接金属层均与所述金属垫电连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，通过使顶层连接金属层作为过渡层，而增加下层连接金属层的方式，使过渡金属层不产生横向电流，这样在过渡金属层中往下层走的电流由于距离太短（<1um），根据金属电迁移理论，很难产生电迁移，而下层连接金属层由于不受互连线数的限制，可以加足够多的互连线分流电流，来避免连接金属层出现应力集中点，从而降低电迁移失效点位于连接金属层的概率。

附图说明

图1是电迁移测试结构横向截面图；

图2是电迁移测试结构缺陷示意图；

图3是本发明电迁移测试结构横向截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

一种金属电迁移结构，该金属电迁移结构包括：测试金属层1、过渡金属层8、第一互连线2、第二互连线6、和连接结构；测试金属层1的两端分别通过一互连线2与一过渡金属层8连接，每个过渡金属层8还通过至少两个第二互连线6与一连接结构连接，其中，每个过渡金属层8的厚度小于1μm，连接结构为通过第二互连线6串联的若干连接金属层7，金属电迁移结构还包括两金属垫，且每个金属垫均通过一连接结构与测试金属层1连接，以用于对测试金属层1进行电迁移测试工艺，每个连接金属层7均与金属垫电连接，将电流分流到若干连接金属层7上，从而降低应力集中点出现在连接金属层7上的概率，两个连接金属层7之间的第二互连线6的个数大于等于1，相邻的两个连接金属7之间的均至少通过两个第二互连线6连接。

通过增加连接金属层7的方式，使过渡金属层8不产生横向电流，这样在测试过程中，通过的电流就被分流至每层连接金属层7上，其中，过渡金属层8中往下层走的电流由于距离太短（<1um），根据金属电迁移理论，很难产生电迁移，连接金属层7由于不受第二互连线6数的限制，可以加足够多的第二互连线6分流电流，来避免连接金属层7出现应力集中点，从而降低电迁移失效点位于连接金属层7的概率。

本申请一种适用于超厚顶层金属工艺的金属电迁移结构，应用于半导体器件结构中金属层电迁移测试结构工艺中，优选的可应用于大于等于130nm、90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm和小于等于22nm等技术节点的工艺中。通过该改进电迁移测试结构，可以避免相邻两层金属层厚度差异过大时，失效点有可能出现在连接金属层的情况，从而提高测试结构的准确性。