测量多晶硅温度变化的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作用下产生的温度变化△T与所述金属相同；测量所述金属在温度变化△T后的电阻R1；根据所述金属的TCR、R0和R1，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。本发明专利技术还公开了一种测量多晶硅温度变化的方法。采用本发明专利技术能够获得多晶硅在电流作用下的温度变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种测量多晶硅温度变化的方法。
技术介绍
目前，随着半导体器件的发展，如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的发展，自对准金属硅化物如自对准镍化硅、钛化硅方法被引进来，用于产生硅化物，能够很好地与露出的源、漏以及多晶硅栅的硅（Si）对准。这是因为金属Ni或者Ti可以与硅反应，但是不会与硅氧化物如二氧化硅（SiO2）、硅氮化物如氮化硅（Si3N4）或者是硅氮氧化物（SiON）反应。因此Ni或者Ti仅仅会寻找到硅的部分进行反应，而对于由硅氧化物如二氧化硅（SiO2）、硅氮化物如氮化硅（Si3N4）或者是硅氮氧化物（SiON）所覆盖的部分，不会进行反应，就好比Ni或者Ti会自行对准硅的部分。将表面覆盖了Ni或者Ti的金属的硅称为自对准金属硅化物（salicide）。本领域技术人员知道，金属的电阻随温度的变化呈线性关系，自对准金属硅化物在电阻随温度变化的特性上，因为硅的表面覆盖了金属，也具有了金属的特性，因此，为清楚说明本专利技术，本文将自对准金属硅化物称为金属的一种。对自对准金属硅化物施加电流，使得温度升高，而引入焦耳热，现有技术中测量自对准金属硅化物在焦耳热作用下温度变化的方法：根据自对准金属硅化物所施加电流I的大小，以及测量电压U的大小，代入公式R=U/I，获得自对准金属硅化物在该电流I下的电阻；然后根据电阻和温度之间的线性关系，得到该电流I下所对应的温度。其中，电阻和温度之间线性关系的获得，可以根据现有技术获得，例如可以是：通过人为烘箱加热的方法，在不同的温度点，得到所对应的电阻值。没有金属Ni或者Ti覆盖的多晶硅，在电阻随温度变化的关系上，就失去了金属的特性，研究表明，多晶硅的电阻基本上不随温度变化，所以如果多晶硅在电流作用下产生温度变化，就不能根据多晶硅电阻的测量，确定温度的变化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种测量多晶硅温度变化的方法，能够获得多晶硅在电流作用下的温度变化。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作用下产生的温度变化△T与所述金属相同；测量所述金属在温度变化△T后的电阻R1；根据所述金属的TCR、R0和R1，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。根据公式得到R1=（TCR ×△T＋1）R0；在上述公式中代入TCR、R1和R0，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，采用四点法。所述各个温度点采用烘箱或晶圆载物吸盘加热的方法获得。测量所述金属在温度变化△T后的电阻R1，采用四点法。所述金属为自对准金属硅化物。一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；测量所述多晶硅和金属在室温下的总电阻R＋R0；将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作用下产生的温度变化△T与所述金属相同；测量所述多晶硅和金属在温度变化△T后的总电阻R＋R1；根据所述金属的TCR、R0以及R1－R0，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。根据公式得到R1－R0=TCR×△T×R0；在上述公式中代入TCR、R0以及R1－R0，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。测量所述多晶硅和金属在室温下的总电阻采用四点法。测量所述多晶硅和金属在温度变化△T后的总电阻采用四点法。从上述方案可以看出，本专利技术多晶硅在有电流作用下，温度发生变化，利用与所述多晶硅接触且位于同一层的金属温度变化与多晶硅相同的原理，测量金属的温度变化，从而达到本专利技术的目的。附图说明图1为本专利技术多晶硅和金属接触且位于同一层的结构示意图。图2为本专利技术第一种测量多晶硅温度变化的方法流程示意图。图3为本专利技术第二种测量多晶硅温度变化的方法流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术所述的多晶硅指的是没有金属Ni或者Ti覆盖的多晶硅，多晶硅的电阻基本上不随温度变化。本专利技术的核心思想是：在多晶硅上施加能够产生温度变化的电流，利用金属与多晶硅接触且位于同一层，所以多晶硅的温度变化与金属的温度变化相同，因此可以通过金属的温度变化反映多晶硅的温度变化。这里，本专利技术将金属定义为一种广义的概念，只要电阻与温度之间的关系呈金属特性的材质或者结构，都可以称之为金属。本专利技术实施例采用自对准金属硅化物。图1为本专利技术多晶硅和金属接触且位于同一层的结构示意图。需要说明的是，由于多晶硅2的电阻基本上不随温度变化，所以必须利用其两侧的金属结构1，而且要求该金属结构1与多晶硅2接触且位于同一层，才能很快地将多晶硅2在电流作用下的温度变化传递给金属结构1，才能准确反映多晶硅2的温度变化。本专利技术实施例列举两种测量多晶硅温度变化的方法。图2为本专利技术第一种测量多晶硅温度变化的方法流程示意图。步骤21、测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数（TCR）；这里，室温一般为25摄氏度。为金属在各个温度点下，电阻随温度变化的斜率，因此，只要测量金属在几个温度点下的电阻，就可以得到斜率，其中，各个温度点下的电阻，包括室温下的电阻R0，都是采用四点法测量获得。四点法，又称开尔文（kelvin）测量，需要在金属结构1上分别引出四端：F11、F21、S11、S21，F11和F21上接电流，S11和S21上测量电压。获得金属结构电阻随温度变化的斜率的具体方法为：在第一温度T1时获得金属结构电阻值r1，然后在第二温度T2时获得金属结构电阻值r2，在第三温度T3时获得金属结构电阻值r3，在第四温度T4时获得金属结构电阻值r4。当然获得金属结构与电阻的对应点越多，则后续函数拟合越准确，接下来利用上述金属结构温度与电阻的对应点，构建金属结构电阻随温度变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：
测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述
金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；
将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作
用下产生的温度变化△T与所述金属相同；
测量所述金属在温度变化△T后的电阻R1；
根据所述金属的TCR、R0和R1，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅
的温度变化△T。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
根据公式得到R1=（TCR×△T＋1）R0；
在上述公式中代入TCR、R1和R0，获得在所述电流I的作用下，所述多晶
硅的温度变化△T。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，测量与所述多晶硅接触且位于
同一层的金属在室温下的电阻R0，以及所述金属在各个温度点下的电阻，采用
四点法。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述各个温度点采用烘箱或晶
圆载物吸盘加热的方法获得。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，测量所述金属在温度变化△T
后的电阻R1，采用四点法。

【专利技术属性】
技术研发人员：甘正浩，陈芳，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：