一种栅氧介质测试结构制造技术

本发明专利技术公开了一种栅氧介质测试结构，涉及半导体领域。它包括：基极、栅极、栅氧化层和测试衬垫，所述基极上设有所述栅氧化层，所述栅氧化层上设有所述栅极，所述栅极与一个所述测试衬垫连接本发明专利技术的栅氧介质测试结构利用短工艺流程即可实现在线栅氧制造质量的监测和栅氧可靠性的评估，排除了栅极后续制造工艺对栅氧的影响，精确地反映栅氧制造工艺的好坏；该测试结构可用于栅氧制造工艺质量的监控以及评估栅极后续制造工艺对栅氧质量的影响，为工艺的改善提供更为准确的方向。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种栅氧介质测试结构，涉及半导体领域。它包括：基极、栅极、栅氧化层和测试衬垫，所述基极上设有所述栅氧化层，所述栅氧化层上设有所述栅极，所述栅极与一个所述测试衬垫连接本专利技术的栅氧介质测试结构利用短工艺流程即可实现在线栅氧制造质量的监测和栅氧可靠性的评估，排除了栅极后续制造工艺对栅氧的影响，精确地反映栅氧制造工艺的好坏；该测试结构可用于栅氧制造工艺质量的监控以及评估栅极后续制造工艺对栅氧质量的影响，为工艺的改善提供更为准确的方向。【专利说明】一种栅氧介质测试结构
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种栅氧介质测试结构。
技术介绍
传统的栅氧介质测试结构如图1和图2所示。该结构主要特点是栅氧化层6上设有栅极5，栅极5通过接触孔3连接到金属导线2，通过测试金属衬垫I (Test pad)进行测试；源漏极7通过接触孔3连接到金属导线2，通过测试金属衬垫I进行测试；衬底4通过接触孔3连接到金属导线2，通过测试金属衬垫I进行相关测试。这种测试结构包括了栅氧制造工艺以及后段的金属导线2和导线之间绝缘介质的制造工艺。测试结果难以判断是栅氧工艺的问题，还是后续工艺对栅氧的影响。例如，后段制造工艺(Backend Process)的等离子体可以通过金属导线传输到已经制作好的栅氧介质上，对栅氧介质造成一定程度的损伤，而测试结果也表现为栅氧失效。基于这样的测试结果，生产工艺人员无法准确确定工艺改善的方向。中国专利(CN102097413B)公开了一种栅氧化层和介质层完整性的测试结构及测试方法，所述栅氧化层完整性的测试方法包括:通过第一焊垫与第二焊垫对栅氧化层的完整性进行测试，若测试通过，则测试结果标定为通过，并结束测试；否则，测试第一焊垫与第三焊垫之间或第二焊垫与第三焊垫之间是否存在短路问题，若存在短路问题，则测试结果标定为通过，并结束测试；若不存在短路问题，则测试结果标定为未通过，并结束测试。该专利排除了金属互连层中的短路问题对测试结果的干扰，提高了栅氧化层和介质层完整性测试的测试精度。但仍存在测试结果难以判断是栅氧工艺的问题，还是后续工艺对栅氧的影响的缺陷。中国专利(CN103337468A)公开了本专利技术公开了一种测试结构，通过在测试结构的栅氧结构与栅极测试焊垫或者衬底测试焊垫之间增加一金属连线结构，该金属连线结构的电阻值由构成该金属连线结构的金属层的长短控制，且工艺简单，容易实行。该专利克服现有技术中由于氧化层被击穿时电流较大，导致探针针尖容易被烧坏的问题，也克服现有技术中即使能够一定程度的保护探针，但是工艺繁琐，较难实行的问题，进而避免了探针针尖的烧坏，提高了测试效率，降低了工艺难度，进一步的降低了半导体器件的工艺成本。但仍存在测试结果难以判断是栅氧工艺的问题，还是后续工艺对栅氧的影响的缺陷。
技术实现思路
本专利技术为解决现有测试结构存在测试结果难以判断是栅氧工艺的问题，还是后续工艺对栅氧的影响的缺陷，从而提供一种栅氧介质测试结构的技术方案。本专利技术所述一种栅氧介质测试结构，包括:基极、栅极、栅氧化层和测试衬垫，所述基极上设有所述栅氧化层，所述栅氧化层上设有所述栅极，所述栅极与一个所述测试衬垫连接。优选的，所述测试衬垫的材质与所述栅极的材质相同。优选的，所述栅极的材质为多晶硅。优选的，所述栅氧化层的材质为二氧化硅、氮化硅或氧化铪。优选的，所述栅极和栅氧化层的结构为条形结构、指状结构、方形矩阵结构或块状结构。优选的，所述基极的结构为条形结构、指状结构、方形矩阵结构或块状结构。本专利技术的有益效果:本专利技术的栅氧介质测试结构利用短工艺流程(Short loop process)即可实现在线(Inline)栅氧制造质量的监测和栅氧化层可靠性的评估，排除了栅极后续制造工艺对栅氧的影响，精确地反映栅氧制造工艺的好坏；该测试结构可用于栅氧制造工艺质量的监控以及评估栅极后续制造工艺对栅氧质量的影响，为工艺的改善提供更为准确的方向。【专利附图】【附图说明】图1为传统的栅氧介质测试结构示意图图；图2为图1中A-A的剖面图；图3为本专利技术所述栅氧介质测试结构示意图；图4为图3中B-B的剖面图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。如图3至图4所示，本专利技术提供一种栅氧介质测试结构，包括:基极12、栅极13、栅氧化层14、和测试衬垫11，基极12上设有栅氧化层14，栅氧化层14上设有栅极13，栅极13与一个测试衬垫11连接，在测试过程中，基极12通过测试设备的卡盘(Chuck)接地，测试探针通过栅极衬垫11施加栅极13的电参数(栅极13为导体)，从而把电参数施加在栅氧化层(栅氧介质)上。栅氧介质测试结构如图3所示，该结构仅需完成短工艺流程，不受栅极13后续制造工艺的影响。栅氧可靠性的测试在栅极13工艺完成之后进行，可以完全排除栅极13后续工艺对栅氧质量的影响。本专利技术的测试衬垫11直接与栅极13相连，用于施加栅极13的电参数(电压、电流等)；基极12通过测试设备的卡盘接地形成接地量测端，栅氧化层14为栅氧介质，可进行栅氧相关的可靠性测试和评估。本专利技术的测试结构与传统测试结构的共同点为:栅氧化层14的面积相同；栅氧化层14的厚度相同；栅极13的材料和尺寸完全相同。该测试结构利用短工艺流程即可实现在线栅氧制造质量的监测和栅氧可靠性的评估；当传统栅氧可靠性评估出现失效(Fail)时，将评估结果和该测试结构的测试结果进行对比，可帮助工艺人员快速定位工艺改进的方向，有利于缩短工艺调整周期。在优选的实施例中，测试衬垫11的材质与栅极13的材质相同，在测试过程中，基极12直接通过测试设备的卡盘接地形成接地端。在优选的实施例中，栅极13的材质为多晶硅(Poly gate)或金属栅极(Metalgate)。在优选的实施例中，栅氧化层14的材质为二氧化硅、氮化硅或氧化铪。在优选的实施例中，栅极13和栅氧化层14的结构为条形结构、指状(Finger)结构、小面积的方形矩阵(Array)结构或大面积的块状(Bulk)结构。在优选的实施例中，基极12的结构为条形结构、指状结构、方形矩阵结构或块状结构。以上所述仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本专利技术说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本专利技术的保护范围内。【权利要求】1.一种栅氧介质测试结构，包括:基极、栅极、栅氧化层和测试衬垫，所述基极上设有所述栅氧化层，所述栅氧化层上设有所述栅极，其特征在于，所述栅极与一个所述测试衬垫连接。2.如权利要求1所述一种栅氧介质测试结构，其特征在于，所述测试衬垫的材质与所述栅极的材质相同。3.如权利要求1所述一种栅氧介质测试结构，其特征在于，所述栅极的材质为多晶硅。4.如权利要求1所述一种栅氧介质测试结构，其特征在于，所述栅氧化层的材质为二氧化硅、氮化硅或氧化铪。5.如权利要求1所述一种栅氧介质测试结构，其特征在于，所述栅极和栅氧化层的结构为条形结构、指状结构、方形矩阵结构或块状结构。6.如权利要求1所述一种栅氧介质测试结构，其特征在于，所述基极的结构为条形结构、指状结构、方形 矩阵结构或块状结构。【文档编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅氧介质测试结构，包括：基极、栅极、栅氧化层和测试衬垫，所述基极上设有所述栅氧化层，所述栅氧化层上设有所述栅极，其特征在于，所述栅极与一个所述测试衬垫连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王小宝，陈雷刚，周柯，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31