测试结构的制作方法

本申请涉及存储器件领域，具体而言，涉及一种测试结构。

背景技术：

在当前工艺条件下mtj阻值、性能可能存在一定的差异，对于芯片良率而言，阵列级(arraylevel)的mtj差异较晶片级(waferlevel)更为重要。

然而对于阵列而言，对多个mtj器件进行均一性测试时，往往需要引入不同长度的金属线，导致测得的各个mtj器件的阻值包含了不同长度的金属线的阻值，误差较大。

同时，在不引入mos的情况下，同一阵列内由于测试结构的测试电极的数量、面积等因素，能够进行测试的mtj数量也有限，而引入mos后又同时引入了mos的差异，使得数据误差增大。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种测试结构，以解决现有技术中阵列中的mtj的均一性测试误差较大的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种测试结构，包括待测试结构、第一测试电极组和第二测试电极组。其中，所述待测试结构包括两个mtj，分别为第一mtj和第二mtj；所述第一测试电极组至少包括一个第一测试电极，所述第一测试电极与所述第一mtj电连接，所述第一测试电极组用于给所述第一mtj提供电压，使所述第一mtj发生翻转；所述第二测试电极组至少包括一个第二测试电极，所述第二测试电极与所述第二mtj电连接，所述第二测试电极组用于给所述第二mtj提供电压，使所述第二mtj发生翻转，其中，所述第一测试电极的个数和所述第二测试电极的个数相同，且所述第一测试电极和所述第二测试电极相同。

可选地，所述测试结构还包括第一金属线组和第二金属线组，其中所述第一金属线组，用于电连接所述第一测试电极组和所述第一mtj，所述第一金属线组包括至少一个第一金属线；所述第二金属线组用于电连接所述第二测试电极组和所述第二mtj，所述第二金属线组包括至少一个第二金属线，所述第一金属线的个数和所述第二金属线的个数相同，且所述第一金属线和所述第二金属线相同。

可选地，所述第一测试电极有一个，所述第二测试电极有一个，所述第一mtj的第一端与所述第一测试电极电连接，所述第一mtj的第二端与所述第二mtj的第二端电连接，所述第二mtj的第一端与所述第二测试电极电连接，所述第一mtj的第二端和所述第二mtj的第二端均为正极或者负极。

可选地，所述第一金属线有一个，所述第二金属线有一个，所述测试结构还包括第三金属线，用于电连接所述第一mtj和所述第二mtj。

可选地，所述第一测试电极有两个，所述第二测试电极有两个，一个所述第一测试电极与所述第一mtj的第一端电连接，另一个所述第一测试电极与所述第一mtj的第二端电连接，一个所述第二测试电极与所述第二mtj的第一端电连接，另一个所述第二测试电极与所述第二mtj的第二端电连接。

可选地，所述第一金属线有两个，所述第二金属线有两个。

可选地，一个所述第一测试电极和一个所述第二测试电极为同一个测试电极，所述测试电极与所述第一mtj和所述第二mtj分别电连接。

可选地，所述第一金属线有两个，所述第二金属线有两个，一个所述第一金属线和一个所述第二金属线具有公共段，一个所述第一金属线除所述公共段之外的部分为第一段，一个所述第二金属线除所述公共段之外的部分为第二段，所述第一段的第一端与所述第一mtj电连接，所述第二段的第一端与所述第二mtj电连接，所述第一段的第二端和所述第二段的第二端分别通过所述公共段与所述测试电极电连接。

可选地，所述第一mtj和所述第二mtj结构相同。

可选地，所述金属线还包括若干个导通孔，所述导通孔用于连通金属线。

本申请提供了一种测试结构，所述的测试结构，通过所述第一测试电极组与所述第一mtj电连接，给所述第一mtj提供电压，使所述第一mtj发生翻转，所述第二测试电极组与所述第二mtj电连接，给所述第二mtj提供电压，使所述第二mtj发生翻转，以此来测试阵列中的两个mtj的均一性，且所述第一测试电极和所述第二测试电极的个数相同、所述第一测试电极和所述第二测试电极也相同，避免了因所述第一测试电极和所述第二测试电极的差异对mtj均一性测试结果造成影响，有效地减小了测试过程中其他因素导致的测试误差，保证了测试结果更加准确。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例的测试结构的示意图；

图2示出了根据本申请的一种具体的实施例的测试结构的示意图；

图3示出了根据本申请的一种具体的实施例的测试结构的示意图；以及

图4示出了根据本申请的一种具体的实施例的测试结构的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、待测试结构；11、第一测试电极组；12、第二测试电极组；100、第一mtj；101、第二mtj；102、第一测试电极；103、第二测试电极。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中阵列中的mtj的均一性测试误差较大，为了解决如上问题，本申请提出了一种测试结构。

在本申请的一种典型的实施例中，提供了一种测试结构，图1示出了根据本申请实施例的测试结构的示意图。如图1所示，上述测试结构包括待测试结构10、第一测试电极组11和第二测试电极组12。其中，上述待测试结构10包括两个mtj，分别为第一mtj100和第二mtj101；上述第一测试电极组11至少包括一个第一测试电极，上述第一测试电极与上述第一mtj100电连接，上述第一测试电极组11用于给上述第一mtj100提供电压，使上述第一mtj100发生翻转；上述第二测试电极组12至少包括一个第二测试电极，上述第二测试电极与上述第二mtj101电连接，上述第二测试电极组12用于给上述第二mtj101提供电压，使上述第二mtj101发生翻转，其中，上述第一测试电极的个数和上述第二测试电极的个数相同，且上述第一测试电极和上述第二测试电极相同。

上述的测试结构，通过上述第一测试电极组与上述第一mtj电连接，给上述第一mtj提供电压，使上述第一mtj发生翻转，上述第二测试电极组与上述第二mtj电连接，给上述第二mtj提供电压，使上述第二mtj发生翻转，以此来测试阵列中的两个mtj的均一性，且上述第一测试电极和上述第二测试电极的个数相同、上述第一测试电极和上述第二测试电极也相同，避免了因上述第一测试电极和上述第二测试电极的差异对mtj均一性测试结果造成影响，有效地减小了测试过程中其他因素导致的测试误差，保证了测试结果更加准确。

在实际的应用过程中，上述测试结构还包括第一金属线组和第二金属线组，其中上述第一金属线组，用于电连接上述第一测试电极组和上述第一mtj，上述第一金属线组包括至少一个第一金属线；上述第二金属线组用于电连接上述第二测试电极组和上述第二mtj，上述第二金属线组包括至少一个第二金属线，上述第一金属线的个数和上述第二金属线的个数相同，且上述第一金属线和上述第二金属线相同。上述第一金属线的个数和上述第二金属线的个数相同，且上述第一金属线和上述第二金属线相同，这样避免了测试mtj的均一性时引入不同长度、不同数量的金属线的阻值，进一步地避免了因金属线的阻值差异造成测试误差较大的问题，进一步地使得两个mtj的均一性的测试结果更加正确。

为了进一步保证mtj的均一性的测试结果较为准确，避免引入其他差异影响测试结果，根据本申请的一种具体的实施例，如图2所示，上述第一测试电极有一个，上述第二测试电极有一个，上述第一mtj100的第一端与上述第一测试电极102电连接，上述第一mtj100的第二端与上述第二mtj101的第二端电连接，上述第二mtj101的第一端与上述第二测试电极103电连接，上述第一mtj100的第二端和上述第二mtj101的第二端均为正极或者负极。通过上述第一测试电极与上述第一mtj的第一端电连接，上述第二测试电极与上述第二mtj的第一端电连接，上述第一mtj的第二端和上述第二mtj的第二端电连接，且上述第一测试电极和上述第二测试电极相同，进一步地避免了第一测试电极和第二测试电极的差异对测试结果的影响，进一步地保证了两个mtj均一性的测试结果较为准确。

需要说明的是，上述第一金属线有一个，上述第二金属线有一个，上述测试结构还包括第三金属线，用于电连接上述第一mtj和上述第二mtj。上述第一金属线和上述第二金属线相同，这样避免了引入不同长度、不同数量的金属线的阻值，进一步地避免了因金属线的阻值差异造成测试误差较大的问题，进一步地保证了两个mtj均一性的测试结果较为准确。

在实际的应用过程中，如图2所示，上述第一mtj100的第二端和上述第二mtj101的第二端电连接，上述第一mtj100的第二端和上述第二mtj101的第二端均为正极或者负极。利用上述测试结构测试阵列内的mtj的均一性的具体过程如下：

上述第一测试电极102和上述第二测试电极103外接测试机，通过测试机在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一正向电压，使得上述第一mtj100翻转至ap态，上述第二mtj101翻转至p态；

量测上述第一测试电极102和上述第二测试电极103间的第一电阻，记为r1，上述第一电阻为上述第一mtj100ap态的电阻rap1、上述第二mtj101p态的电阻rp2和金属线的电阻rm之和，即r1＝rap1 rp2 rm；

在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一反向电压，使得上述第一mtj100翻转至p态，上述第二mtj101翻转至ap态；

量测上述第一测试电极102和上述第二测试电极103间的第二电阻，记为r2，上述第二电阻为上述第一mtj100p态的电阻rp1、上述第二mtj101p态的电阻rap2和金属线的电阻rm之和，即r2＝rp1 rap2 rm；

计算上述第一电阻和上述第二电阻的差值δdistr，δdistr＝r1-r2＝(rap1-rp1)-(rap2-rp2)；

重复以上过程，将阵列内所有的mtj测试完成，得到阵列内所有的任意两个mtj的电阻差值δdistr’，则阵列内所有mtj的电阻差值的标准差

通过阵列内所有mtj的电阻差值的标准差和平均值可以得到阵列中mtj的cv值(coefficientofvariation，变异系数)，cv值＝标准差/平均值。

当然，上述测试过程中还可以在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一正向电压，使得上述第一mtj100翻转至p态，上述第二mtj101翻转至ap态；在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一反向电压，使得上述第一mtj100翻转至ap态，上述第二mtj101翻转至p态。当然，上述测试过程中还可以先在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一反向电压，再在上述第一测试电极102和上述第二测试电极103之间加载一正向电压。

需要说明的是，在计算上述第一电阻和上述第二电阻的差值δdistr，δdistr＝r1-r2＝(rap1-rp1)-(rap2-rp2)之后，还可以通过如下步骤进行mtj的均一性的测试：

在上述待测试结构区域施加一外加磁场，将上述第一mtj100和上述第二mtj101全部翻转为ap态；

量测上述第一测试电极102和上述第二测试电极103间的第三电阻，记为r3，上述第三电阻为上述第一mtj100ap态的电阻rap3、上述第二mtj101ap态的电阻rap3’和金属线的电阻rm之和，即r3＝rap3 rap3’ rm；

在上述待测试结构区域施加一反向外加磁场，将上述第一mtj100和上述第二mtj101全部翻转为p态，量测上述第一测试电极102和上述第二测试电极103间的第四电阻，记为r4，上述第四电阻为上述第一mtj100p态的电阻rp4、上述第二mtj101p态的电阻rp4’和金属线的电阻rm之和，即r4＝rp4 rp4’ rm；

计算上述第三电阻和上述第四电阻的差值distr，distr＝r3–r4＝(rap3-rp4) (rap3’-rp4’)；

重复以上过程，将阵列内所有的mtj测试完成，得到阵列内所有的任意两个mtj的电阻差值distr’，则阵列内所有mtj的电阻差值的标准差

通过阵列内所有mtj的电阻差值的标准差和平均值可以得到阵列中mtj的cv值。

当然，上述测试过程中还可以在上述待测试结构区域施加一外加磁场，将上述第一mtj100和上述第二mtj101全部翻转为p态；在上述待测试结构区域施加一反向外加磁场，将上述第一mtj100和上述第二mtj101全部翻转为ap态。

根据本申请的另一种具体的实施例，如图3所示，上述第一测试电极有两个，上述第二测试电极有两个，一个上述第一测试电极102与上述第一mtj100的第一端电连接，另一个上述第一测试电极102与上述第一mtj100的第二端电连接，一个上述第二测试电极103与上述第二mtj101的第一端电连接，另一个上述第二测试电极103与上述第二mtj的第二端电连接。通过上述测试结构，进一步保证了测试的mtj的均一性的结果较为准确，避免了引入其他误差。

为了进一步地避免因金属线的阻值差异造成测试误差较大的问题，进一步地保证了两个mtj均一性的测试结果较为准确，上述第一金属线有两个，上述第二金属线有两个。

根据本申请的一种具体的实施例，通过图3中的测试结构测试阵列中的mtj均一性的具体步骤如下：

在两个上述第一测试电极102之间加载一电压，或者通过施加一磁场的方式，使得上述第一mtj100翻转至p态；

在两个上述第二测试电极103之间加载一电压，或者通过施加一磁场的方式，使得上述第二mtj101翻转至p态；

量测两个上述第一测试电极102之间的阻值；

量测两个上述第二测试电极103之间的阻值；

计算上述电阻间的差值；

重复以上过程，将阵列内所有的mtj测试完成，得到阵列内所有的任意两个mtj的电阻差值；

计算上述电阻差值的标准差和平均值，得到阵列中mtj的cv值。

当然，上述具体步骤中还可以加载电压或者施加磁场的方式将上述第一mtj100和上述第二mtj101均翻转至ap态。

为了进一步保证测试的mtj的均一性的结果较为准确，避免了引入其他误差，本申请的又一种具体的实施例中，如图4所示，一个上述第一测试电极102和一个上述第二测试电极103为同一个测试电极，上述测试电极与上述第一mtj100和上述第二mtj101分别电连接。

在实际的应用过程中，如图4所示，上述第一金属线有两个，上述第二金属线有两个，一个上述第一金属线和一个上述第二金属线具有公共段，一个上述第一金属线除上述公共段之外的部分为第一段，一个上述第二金属线除上述公共段之外的部分为第二段，上述第一段的第一端与上述第一mtj100电连接，上述第二段的第一端与上述第二mtj101电连接，上述第一段的第二端和上述第二段的第二端分别通过上述公共段与上述测试电极电连接。这样进一步地避免因金属线的阻值差异造成测试误差较大的问题，进一步地保证了两个mtj均一性的测试结果较为准确。

根据本申请的一种具体的实施例，通过图4中的测试结构测试阵列中的mtj均一性的具体步骤如下：

在两个上述第一测试电极102之间加载一电压，使得上述第一mtj100翻转至p态；

在两个上述第二测试电极103之间加载一电压，使得上述第二mtj101翻转至p态；

量测两个上述第一测试电极102之间的阻值；

量测两个上述第二测试电极103之间的阻值；

计算上述电阻间的差值；

重复以上过程，将阵列内所有的mtj测试完成，得到阵列内所有的任意两个mtj的电阻差值；

计算上述电阻差值的标准差和平均值，得到阵列中mtj的cv值。

当然，上述具体步骤中还可以加载电压将上述第一mtj100和上述第二mtj101均翻转至ap态。当然，上述第一mtj100和上述第二mtj101的翻转还可以通过施加磁场的方式完成。

需要说明的是，上述第一mtj和上述第二mtj结构相同。通过本申请的上述测试结构可以较为准确的测试阵列中具有相同结构的mtj间的均一性。

具体的一种实施例中，上述金属线还包括若干个导通孔，上述导通孔用于连通金属线。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请提供了一种测试结构，上述的测试结构通过上述第一测试电极组与上述第一mtj电连接，给上述第一mtj提供电压，使上述第一mtj发生翻转，上述第二测试电极组与上述第二mtj电连接，给上述第二mtj提供电压，使上述第二mtj发生翻转，以此来测试阵列中的两个mtj的均一性，且上述第一测试电极和上述第二测试电极的个数相同、上述第一测试电极和上述第二测试电极也相同，避免了因上述第一测试电极和上述第二测试电极的差异对mtj均一性测试结果造成影响，有效地减小了测试过程中其他因素导致的测试误差，保证了测试结果更加准确。

以上上述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。