[发明专利]半导体测试结构及其制造方法、测试方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种半导体测试结构及其制造方法、测试方法。半导体测试结构包括基底，包括半导体衬底以及介质层，所述基底内具有至少两个间隔设置的通孔；硅通孔结构，形成于所述通孔内；至少两个焊盘，分别位于所述硅通孔结构上，所述焊盘靠近所述基底的一侧与所述硅通孔结构相连接。通过设置两个硅通孔结构，从而利用一个硅通孔代替传统绝缘层测试结构中的导电材料层形成电容式测试结构。在制造该半导体测试结构时只需改变掩模板即可，不需要如传统测试结构中一样向衬底嵌入环绕着硅通孔的导电材料层。使用上述半导体测试结构对TSV绝缘层的可靠性进行测试时，制造整个测试结构所需的工艺步骤少，且结构简单、易于测试。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体测试结构及其制造方法、测试方法。

背景技术

TSV是硅通孔(Through Silicon Via)的简称，主要是通过制作穿透芯片或晶圆的垂直电学连接通道，实现芯片或晶圆之间的垂直互连，并起到信号导通、传热和机械支撑的作用，同时大大缩短互连距离，提高封装密度，是三维集成技术中最为关键的技术之一。如今，面临封装密度越来越大，应用场景越来越复杂的情况，TSV的可靠性问题变得越来越严峻。目前关于TSV的可靠性研究，大多集中在TSV的热力学、电迁移、信号完整性等问题上，对于TSV的绝缘层可靠性的研究较少。目前，硅通孔绝缘层测试结构的工艺成本高，结构复杂，且存在潜在TDDB击穿点等问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前硅通孔绝缘层测试结构工艺成本高，结构复杂，存在潜在TDDB击穿点的问题，提供一种半导体测试结构及其制造方法、测试方法。

一种半导体测试结构，包括基底，包括半导体衬底以及介质层，所述基底内具有至少两个间隔设置的通孔；硅通孔结构，形成于所述通孔内；至少两个焊盘，分别位于所述硅通孔结构上，所述焊盘靠近所述基底的一侧与所述硅通孔结构相连接。

上述半导体测试结构，通过设置两个硅通孔结构，从而利用一个硅通孔代替传统绝缘层测试结构中的导电材料层形成电容式测试结构。由于本申请提供的半导体测试结构中的衬底部分均为硅通孔的工艺，因此不需要额外增加导电材料层的工艺，从而使得整个结构的工艺步骤大大减少，制造成本也大大降低。使用上述半导体测试结构对TSV绝缘层的可靠性进行测试时，整个测试结构所需的工艺步骤少、结构简单、易于测试，还可以避免出现除硅通孔绝缘层以外存在其他潜在TDDB击穿点的问题。

在其中一个实施例中，所述硅通孔结构包括绝缘层，形成于所述通孔内壁表面；阻挡层，形成于所述绝缘层表面上；金属结构，位于所述阻挡层表面且填充于所述通孔内。

在其中一个实施例中，所述焊盘的形状为圆形，且所述焊盘的直径与所述通孔的直径相同。

在其中一个实施例中，至少两个所述焊盘之间的间隔距离小于预设值。

一种半导体测试结构的制造方法，包括提供基底，所述基底包括半导体衬底以及介质层；在所述基底内形成至少两个间隔设置的通孔；在所述通孔内形成硅通孔结构；在至少两个所述硅通孔结构上分别形成至少两个焊盘，所述焊盘靠近所述基底的一侧与所述硅通孔结构相连接。

在其中一个实施例中，所述在所述通孔内形成硅通孔结构包括在所述通孔内壁表面形成绝缘层；在所述绝缘层表面形成阻挡层；在所述阻挡层表面形成金属结构，所述金属结构填满所述通孔。

在其中一个实施例中，在所述阻挡层表面形成金属结构包括于所述介质层以及所述阻挡层表面形成金属种子材料层；于所述金属种子材料层表面电镀形成金属材料层；通过抛光工艺，去除所述通孔之外的金属种子材料层以及金属材料层，剩余的所述金属种子材料层构成金属种子层，剩余的所述金属材料层构成金属层，所述金属层与所述金属种子层构成金属结构。