一种自热效应检测结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种自热效应检测结构包括：第一导电类型掺杂的衬底；鳍结构，形成于所述衬底上；栅极，横跨所述鳍结构；第二导电类型掺杂的源区及漏区，形成于所述栅极两侧鳍结构中；插塞，形成于所述源区及漏区上；第一测试端，通过插塞连接于所述源区及漏区；第二测试端，连接于所述衬底。本实用新型专利技术用于解决现有技术中在热载流子效应测试(HCI test)、负偏温度不稳定性测试(NBTI test)以及正偏温度不稳定性测试(PBTI test)中，自热效应都对测试结果产生很大影响的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自热效应检测结构，特别是涉及一种FinFET自热效应的检测结构。
技术介绍
在先进互补金属氧化物半导体(CMOS)产业中，随着22nm及更小尺寸的到来，为了改善短沟道效应并提高器件的性能，鳍式场效应晶体管(FinField-effecttransistor，FinFET)由于其独特的结构被广泛的采用。如图1所示，常规平面结构的场效应晶体管包括：衬底1、氧化层2、及栅极3。而鳍式场效晶体管的结构通常是在绝缘体上硅基片上形成，包括狭窄而独立的硅条，作为垂直的沟道结构，也称为鳍。具体如图2所示，现有技术中的一种FinFET的结构包括：衬底1、氧化层2、鳍结构4及围绕在鳍结构4两侧及上方的栅极3。在互补金属氧化物半导体技术中，晶体管消耗的有效功率主要转化为热量，并扩散到周围的环境中，这种现象已经被许多文献观察和研究。在互补金属氧化物半导体技术中，沟道区域会产生大量的热。如图1所示，在常规平面结构的CMOS中，这些热量5更容易沿着图示箭头方向横向扩散，所以散发到衬底1的热量很小。但是，如图2所示在FinFET结构中，由于横向绝缘，有更多的热量5沿着图示箭头方向扩散方向散发到衬底1，导致更高的局部温度。目前，仿真表明，鳍结构和栅极的数量越多，自热效应越严重，而且，不同尺寸的晶体管的自热效应也是不同的。由于热电子发射发生在漏极，所以晶体管漏极端的自热效应比源极端更严重，漏极端产生的热量会通过鳍结构的底部扩散到其他的鳍结构或者衬底，导致相邻的鳍片的温度会上升，衬底温度也会上升。然而，目前还没有可靠的检测结构能更有效地监控FinFET器件的自热效应。同时，在热载流子效应测试(HCI test)、负偏温度不稳定性测试(NBTI test)以及正偏温度不稳定性测试(PBTI test)中，自热效应都对测试结果产生很大的影响，因此，我们需要从热载流子效应测试(HCI test)、负偏温度不稳定性测试(NBTI test)和正偏温度不稳定性测试(PBTI test)结果中将器件的自热效应产生的热量分离出来。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种自热效应检测结构，用于解决现有技术中在热载流子效应测试(HCI test)、负偏温度不稳定性测试(NBTI test)以及正偏温度不稳定性测试(PBTI test)中，自热效应都对测试结果产生很大影响的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种自热效应检测结构，所述自热效应检测结构包括：第一导电类型掺杂的衬底；鳍结构，形成于所述衬底上；栅极，横跨所述鳍结构；第二导电类型掺杂的源区及漏区，形成于所述栅极两侧鳍结构中；插塞，形成于所述源区及漏区上；第一测试端，通过插塞连接于所述源区及漏区；第二测试端，连接于所述衬底。优选地，所述源区及漏区分别与衬底构成PN结二极管。优选地，所述PN结二极管为齐纳击穿的二极管或雪崩击穿的二极管。优选地，所述第一测试端及所述第二测试端分别连接于所述PN结二极管的两个电极端。优选地，所述第一测试端及所述第二测试端分别连接于每个所述PN结二极管的两个电极端，或者分别连接于多个所述PN结二极管的两个电极端。优选地，所述第一测试端及所述第二测试端连接击穿电压测试设备。优选地，所述插塞设置于栅极两侧各一个。优选地，所述插塞距离栅极的距离是相同的。优选地，所述第一导电类型掺杂为P型掺杂，所述第二导电类型掺杂为N型掺杂；或者所述第一导电类型掺杂为N型掺杂，所述第二导电类型掺杂为P型掺杂。优选地，所述源区及漏区的材料为锗化硅或硅。如上所述，本技术的自热效应检测结构，具有以下有益效果：本技术通过测量二极管测试结构中不同二极管的击穿电压值，结合击穿电压值与温度之间的关系，得到FinFET器件在一定时间、一定区域中的温度变化情况，获得不同时间的自热效应对不同节点区域的影响，绘制FinFET器件的温度分布等值线图，进而有利于技术人员对自热效应的改善，而且通过对不同时间、不同位置的自热效应的监控，也有利于技术人员从热载流子效应测试(HCI test)、负偏温度不稳定性测试(NBTI test)和正偏温度不稳定性测试(PBTI test)结果中将器件的自热效应分离出来。附图说明图1显示为本技术的平面结构晶体管沟道区域热扩散示意图。图2显示为本技术的FinFET结构沟道区域热扩散示意图。图3显示为本技术的自热效应检测结构示意图。图4显示为本技术的自热效应检测结构示意图。图5显示为本技术的二极管的击穿电压值与温度之间的关系变化示意图。元件标号说明1 衬底 13 栅极2 氧化层 14 插塞3 栅极 151 漏区4 鳍结构 152 源区5 热量 201 第一测试端11 衬底 202 第二测试端12 鳍结构具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅图3至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。实施例一如图3和图4所示，本技术提供一种自热效应检测结构包括：第一导电类型掺杂的衬底11；鳍结构12，形成于所述衬底11上；栅极13，横跨所述鳍结构12；第二导电类型掺杂的源区(S)152及漏区(D)151，形成于所述栅极13两侧鳍结构12中；插塞(CCT)14，形成于所述源区152及漏区151上；第一测试端201，通过金属插塞14连接于所述源区152及漏区151；第二测试端202，连接于所述衬底11。本技术中，源区152及漏区151分别与衬底11构成PN结二极管。第一测试端201及第二测试端202连接于所述PN结二极管的两个电极端，形成PN结二极管测试结构。具体的，反向击穿时，将二极管的正极(P区)接在低电位端，负极(N区)接在高电位端。当PN结二极管外加的反向电压高到一定程度时，PN结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。引起二极管电击穿的临界电压值称为反向击穿电压值。而且，PN结二极管的反向击穿电压值会随着温度的变化而变化。本技术中形成的PN结二极管为齐纳击穿的二极管或雪崩击穿的二极管。齐纳击穿一般发生在掺杂浓度较高的PN结二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自热效应检测结构，其特征在于，所述自热效应检测结构包括：第一导电类型掺杂的衬底；鳍结构，形成于所述衬底上；栅极，横跨所述鳍结构；第二导电类型掺杂的源区及漏区，形成于所述栅极两侧所述鳍结构中；插塞，形成于所述源区及漏区上；第一测试端，通过所述插塞连接于所述源区及漏区；第二测试端，连接于所述衬底。

【技术特征摘要】
1.一种自热效应检测结构，其特征在于，所述自热效应检测结构包括：第一导电类型掺杂的衬底；鳍结构，形成于所述衬底上；栅极，横跨所述鳍结构；第二导电类型掺杂的源区及漏区，形成于所述栅极两侧所述鳍结构中；插塞，形成于所述源区及漏区上；第一测试端，通过所述插塞连接于所述源区及漏区；第二测试端，连接于所述衬底。2.根据权利要求1所述的自热效应检测结构，其特征在于：所述源区及漏区分别与所述衬底构成PN结二极管。3.根据权利要求2所述的自热效应检测结构，其特征在于：所述PN结二极管为齐纳击穿的二极管或雪崩击穿的二极管。4.根据权利要求2所述的自热效应检测结构，其特征在于：所述第一测试端及所述第二测试端分别连接于所述PN结二极管的两个电极端。5.根据权利要求2所述的自热效应检测结构，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11