[发明专利]一种集成电路中金属线温度测量方法

说明书

本发明公开了一种集成电路中金属线温度测量方法，包括如下步骤：构建测量结构；其中，测量结构包括待测金属线，一端与待测金属线连接的掺杂鳍，以及与远离待测金属线的掺杂鳍另一端连接的参考金属线；测量参考金属线的电阻值，并根据电阻值计算参考金属线的温度值；测量待测金属线和掺杂鳍连接处，与参考金属线之间的电压差值；获取掺杂鳍对应的塞贝克系数，并根据电压差值，采用塞贝克公式计算待测金属线和掺杂鳍连接处，与参考金属线之间的温度差值；根据参考金属线的温度值，以及待测金属线和掺杂鳍连接处，与参考金属线之间的温度差值，计算得到待测金属线的温度值，从而解决了无法测量集成电路中带有via(通孔)结构的金属线温度的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种集成电路中金属线温度测量方法。

背景技术

因为金属的电阻率随着温度的升高呈线性上升，所以目前，在集成电路领域，大多通过四端法测量金属线的电阻，再得到金属线对应的TCR(电阻温度系数)，就可以获得金属线的温度；但是，如果采用四端法测量带有via(通孔)结构的金属线，则无法准确得到金属线对应的电阻率，具体地，因为via的引入，使得采用四端法在相应两探针间施加电流时，导致电流分离，同时，金属线的温度也无法固定，进而无法获得金属线的温度。

发明内容

为了克服无法直接通过四端法测量带有via结构的金属线的电阻，从而导致无法获得金属线温度的技术问题，本发明提供一种集成电路中金属线温度测量方法。

本发明所述的集成电路中金属线温度测量方法，包括如下步骤：

构建测量结构；其中，测量结构包括待测金属线，一端与待测金属线连接的掺杂鳍，以及与远离待测金属线的掺杂鳍另一端连接的参考金属线；其中，待测金属线为具有via结构的待测金属线；

测量参考金属线的电阻值，并根据电阻值计算参考金属线的温度值；

测量待测金属线和掺杂鳍连接处，掺杂鳍和参考金属线连接处之间的电压差值；

获取掺杂鳍对应的塞贝克系数，并根据电压差值，采用塞贝克公式计算待测金属线和掺杂鳍连接处，掺杂鳍和参考金属线连接处之间的温度差值；

根据参考金属线的温度值，以及待测金属线和掺杂鳍连接处，掺杂鳍和参考金属线连接处之间的温度差值，计算得到待测金属线的温度值。

优选地，掺杂鳍的一端通过via，与待测金属线连接。

优选地，掺杂鳍的另一端通过via，与参考金属线连接。

优选地，采用四端法测量参考金属线电阻值，其步骤包括：

在参考金属线的一端面上选取具有一定间距的第一端点和第二端点，并在第一端点处设置第一金属探针和第二金属探针，在第二端点处设置第三金属探针和第四金属探针；

通过第一金属探针和第四金属探针，在第一端点和第二端点之间施加电流I₁₂；

测量第二金属探针和第三金属探针之间的电压差值ΔV₁₂，并通过电流I₁₂和电压差值ΔV₁₂，计算第一端点和第二端点之间的电阻值R₁₂，计算公式如下：

优选地，根据电阻值获得参考金属线温度值的步骤包括：

测量温度值为T₂时，第一端点和第二端点之间的电阻值R₂；

重复上述操作n次，通过若干组温度值和与之对应的电阻值，计算参考金属线对应的TCR，计算公式如下：

R_N＝R₂(1+TCR·ΔT₁)，