MIM电容及其测试方法与流程

本发明涉及电容器的，具体地，是一种mim电容以及这种mim电容的测试方法。

背景技术：

1、目前大多电子设备都设置电容元件，小型电容元件常用于电源管理芯片、射频ic、单片机等集成电路中，并作为电子无缘器件使用。常见的电容元件包括金属氧化物半导体(mom)电容，pn结电容以及mim(metal-insulator-metal，金属-介质层-金属)电容。在一些特定的使用场景中，mim电容的电学性能优于mos电容以及pn结电容，这是由于mos电容以及pn结电容均受限于其本身结构，在工作时电极容易产生空穴，导致其频率特性降低。而mim电容可以提供较好的频率以及温度相关特性。

2、但是，由于制备mim电容工艺的随机性，可能会造成制备出的mim电容存在各式各样的缺陷，例如，在mim电容的制造过程中，由于工艺的问题可能会导致上极板的金属未被刻蚀干净，使得上极板存在金属材料残留，导致在后续工艺中有与下极板的通孔行成短路的风险。为此，mim电容出厂前需要对mim电容进行失效检测。然而，实际应用时，仍存在一定数量的失效样品未被检测发现，同时对这类失效样品很难在失效后进行定位分析。

3、另外，为了提高设置有mim电容的芯片的可靠性，在对芯片进行封装工艺之前需要对mim电容进行检测，而现有的mim电容测试装置的结构非常复杂，并需要针对形成于不同的金属层之间的mim电容设计不同的测试图形或测试结构，测试成本过高。

4、公开号为cn110416107a的中国发明专利申请公开了一种mim电容的测试结构，这种测试结构需要将多个mim电容依次进行串联连接，且测试结构非常复杂，生产成本高，也不利于mim电容的测试。另外，该测试方法也不方便直接对mim电容进行老化测试。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供一种可以方便对mim电容进行测试的mim电容。

2、本发明的第二目的是提供上述mim电容的测试方法。

3、为实现本发明的第一目的，本发明提供的mim电容包括相对设置的上极板以及下极板，上极板与下极板相互平行设置，上极板与下极板之间设置有介质层；并且，上极板连接有第一测试部，下极板连接有第二测试部，第一测试部用于在测试时连接至电源，第二测试部用于在测试时连接至接地端。

4、由上述方案可见，在mim电容上设置第一测试部和第二测试部，且上极板和下极板上分别连接到两个测试部，在对mim电容进行测试时，可以通过两个测试部分别加载测试信号并通过两个测试部来读取mim电容的信号，从而判断mim电容是否异常。这样，对mim电容进行测试时，测试装置非常简单，且预先在mim电容设计的时候预留了两个测试部，可以方便的对mim电容进行老化测试等多种测试操作。

5、一个优选的方案是，第一测试部包括第一开关器件；和/或第二测试部包括第二开关器件。

6、由此可见，两个测试部均使用开关器件实现，这样，通过控制两个开关器件的通断状态可以实现mim电容测试状态与使用状态的切换，在正常使用时，两个开关器件处于关断的状态，不会影响mim电容的正常使用。

7、进一步的方案是，第一开关器件连接至第一寄存器并接收第一寄存器输出的控制信号；和/或第二开关器件连接至第二寄存器并接收第二寄存器输出的控制信号。

8、这样，通过寄存器的信号来控制两个开关器件的通断状态改变，可以非常灵活的对两个开关器件的状态进行控制。

9、可选的方案是，第一测试部包括第一测试引脚；和/或第二测试部包括第二测试引脚。

10、可见，通过在mim电容上设置测试引脚，测试时的测试信号可以通过测试引脚输入，且mim电容的响应信号也可以两个测试引脚输出，方便的对mim电容的测试结果进行直观的了解，设置测试引脚的成本更低。

11、一个优选的方案是，第一测试部的端部与第二测试部的端部位于mim电容的同一端面上。

12、由此可见，通过两个测试部对mim电容进行测试时，可以方便的将两个测试部分别连接至单元和接地，对测试部与电源、接地的接线非常简单，提高测试效率。

13、为实现上述的第二目的，本发明提供的mim电容测试方法包括在待测试芯片的设计阶段，在mim电容的上极板上设置与其连接的第一测试部，在mim电容的下极板上设置与其连接的第二测试部；在测试阶段，将第一测试部连接至电源，将第二测试部接地，并从第一测试部和/或第二测试部加载测试信号，通过获取第一测试部和/或第二测试部输出的信号来检测mim电容是否异常。

14、由上述方案可见，mim电容的上极板和下极板分别连接有第一测试部和第二测试部，在测试阶段可以通过两个测试部加载测试信号，并且从两个测试部读取mim电容的信号。这样，对mim电容进行测试时，不需要设置专用的连接线以连接上极板和下极板，mim电容的测试操作非常简单。

15、一个优选的方案是，第一测试部包括第一开关器件；和/或第二测试部包括第二开关器件；在测试阶段，通过第一寄存器向第一开关器件发送信号以开启第一开关器件；和/或通过第二寄存器向第二开关器件发送信号以开启第二开关器件。

16、由此可见，通过寄存器输出的信号来控制两个开关器件的通断，可以非常简单的实现两个开关器件的通断，测试操作非常方便，提高测试效率。

17、进一步的方案是，第一测试部包括第一开关器件；和/或第二测试部包括第二开关器件；在待测试的芯片进入测试模式后，第一开关器件和/或第二开关器件开启。

18、在设置有mim电容的芯片进入测试模式后，通过软件程序自动开启两个开关器件，使得mim电容的测试操作能够快速实现。

19、更进一步的方案是，通过获取第一测试部和/或第二测试部输出的信号来检测mim电容是否异常包括：获取mim电容的电容值或者短路情况的电气参数来确定mim电容是否异常。

技术特征：

1.一种mim电容，包括：

2.根据权利要求1所述的mim电容，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的mim电容，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的mim电容，其特征在于：

5.根据权利要求1至4任一项所述的mim电容，其特征在于：

6.一种mim电容的测试方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的mim电容的测试方法，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的mim电容的测试方法，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的mim电容的测试方法，其特征在于：

技术总结
本发明提供一种MIM电容及其测试方法，该MIM电容包括MIM电容包括相对设置的上极板以及下极板，上极板与下极板相互平行设置，上极板与下极板之间设置有介质层；并且，上极板连接有第一测试部，下极板连接有第二测试部，第一测试部用于在测试时连接至电源，第二测试部用于在测试时连接至接地端。该方法包括在待测试芯片的设计阶段，在MIM电容的上极板上设置与其连接的第一测试部，在MIM电容的下极板上设置与其连接的第二测试部；在测试阶段，将第一测试部连接至电源，将第二测试部接地，并从第一测试部和/或第二测试部加载测试信号，通过获取第一测试部和/或第二测试部输出的信号来检测MIM电容是否异常。本发明能够方便对MIM电容进行测试。

技术研发人员：黄泽君,付烟林
受保护的技术使用者：深圳芯智汇科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19