测试结构及测试方法技术

本发明专利技术提供一种测试结构及测试方法，包括：在半导体衬底上形成栅极结构，所述栅极结构包括一栅极部以及与所述栅极部相连的一伪栅部；然后，以所述栅极结构为掩膜对第一有源区和第二有源区进行倾斜离子注入，形成位于所述第一有源区中的第一轻掺杂源漏区，以形成第一晶体管，以及形成位于所述第二有源区中的第二轻掺杂源漏区，以形成第二晶体管；并获取所述第一晶体管和所述第二晶体管的阈值电压；然后，比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格。区之间的套准精度是否合格。区之间的套准精度是否合格。

【技术实现步骤摘要】
测试结构及测试方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种测试结构及测试方法。

技术介绍

[0002]在场效应晶体管(MOSFET)的制造工艺中，通常情况下，会在半导体衬底上依次形成多个层叠的工艺层，各工艺层之间的套准精度需要在允许规格内。因此，在形成每层的工艺层后，会对该工艺层的套准精度进行抽样量测，但该抽样量测存在限制，例如只能在完成该工艺层的工艺后，在进行下一道工艺之前进行量测，如果在进行抽样量测时，套准精度不合格的区域(或者说失效区域)未被抽样量测到，在完成整个器件的制程以后，若出现产品失效问题，需要再做失效分析，但无法使用套准精度的量测机台对各工艺层进行套准精度的量测，只能采用物理失效分析(PFA)的方法进行量测，但该方法精度有限，无法精确的得到各工艺层之间的套准精度是否合格。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种测试结构及测试方法，以提高测量的栅极结构与有源区之间的套准精度的准确性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种测试方法，所述测试方法包括：
[0005]提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括用于形成第一晶体管的第一有源区、用于形成第二晶体管的第二有源区以及间隔所述第一有源区和所述第二有源区的间隔区；
[0006]在所述半导体衬底上形成栅极结构，所述栅极结构包括一栅极部以及与所述栅极部相连的一伪栅部，所述栅极部沿第一方向延伸，并覆盖部分所述间隔区、部分所述第一有源区和部分所述第二有源区，所述伪栅部沿第二方向延伸，并且覆盖部分所述间隔区，所述第一方向与所述第二方向垂直；
[0007]以所述栅极结构为掩膜对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾斜离子注入，形成位于所述第一有源区中的第一轻掺杂源漏区，以形成第一晶体管，以及形成位于所述第二有源区中的第二轻掺杂源漏区，以形成第二晶体管；
[0008]获取所述第一晶体管的阈值电压，并获取所述第二晶体管的阈值电压；以及，
[0009]比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格。
[0010]可选的，在所述的测试方法中，所述第一晶体管包括所述第一轻掺杂源漏区和所述栅极部中覆盖所述第一有源区的部分，所述第二晶体管包括所述第二轻掺杂源漏区和所述栅极部中覆盖所述第二有源区的部分。
[0011]可选的，在所述的测试方法中，以所述栅极结构为掩膜，对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾斜离子注入时，采用的注入角度为1
°
～89
°
，所述注入角度为倾斜离子注入的注入方向与垂直于所述第一有源区或所述第二有源区的平面之间的夹角。
[0012]可选的，在所述的测试方法中，比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体
管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格的方法包括：
[0013]获取所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压之间的差值，并将所述差值与一阈值进行比较；
[0014]若所述差值小于或者等于所述阈值，则判定为所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度合格；
[0015]若所述差值大于所述阈值，则判定为所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准偏移；其中，所述阈值为0～0.8。
[0016]可选的，在所述的测试方法中，若第一晶体管的阈值电压大于所述第二晶体管的阈值电压，则判定为所述栅极结构向靠近所述第二有源区且远离所述第一有源区的方向偏移；
[0017]若所述第一晶体管的阈值电压小于所述第二晶体管的阈值电压，则判定为所述栅极结构向靠近所述第一有源区且远离所述第二有源区的方向偏移。
[0018]可选的，在所述的测试方法中，在形成所述第一轻掺杂源漏区和第二轻掺杂源漏区之后，所述测试方法还包括：分别在所述第一轻掺杂源漏区、所述第二轻掺杂源漏区和所述栅极结构上形成接触结构。
[0019]可选的，在所述的测试方法中，所述接触结构的形成方法包括：形成介质层，所述介质层覆盖所述栅极结构和所述半导体衬底，在所述介质层中形成所述接触结构。
[0020]可选的，在所述的测试方法中，所述栅极结构在水平方向上的截面呈十字型。
[0021]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种测试结构，所述测试结构包括：
[0022]半导体衬底，所述半导体衬底包括用于形成第一晶体管的第一有源区、用于形成第二晶体管的第二有源区以及用于隔离所述第一有源区和所述第二有源区的间隔区；
[0023]栅极结构，所述栅极结构包括一栅极部以及与所述栅极部相连的一伪栅部，所述栅极部沿第一方向延伸，并覆盖部分所述间隔区、部分所述第一有源区和部分所述第二有源区，所述伪栅部沿第二方向延伸，并覆盖部分所述间隔区，所述第一方向与所述第二方向垂直；
[0024]第一轻掺杂源漏区，所述第一轻掺杂源漏区位于所述第一有源区中；
[0025]第二轻掺杂源漏区，所述第二轻掺杂源漏区位于所述第二有源区中。
[0026]可选的，在所述的测试结构中，所述栅极结构在水平方向上的截面呈十字型。
[0027]在专利技术提供的测试结构及测试方法中，通过在半导体衬底上形成栅极结构，所述栅极结构包括一栅极部以及与所述栅极部相连的一伪栅部，所述栅极部沿第一方向延伸，并覆盖部分所述间隔区、部分所述第一有源区和部分所述第二有源区，所述伪栅部沿第二方向延伸，并且覆盖部分所述间隔区，所述第一方向与所述第二方向垂直；然后，以所述栅极结构为掩膜对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾斜离子注入，形成位于所述第一有源区中的第一轻掺杂源漏区，以形成第一晶体管，以及形成位于所述第二有源区中的第二轻掺杂源漏区，以形成第二晶体管；接着，获取所述第一晶体管的阈值电压，并获取所述第二晶体管的阈值电压；以及，比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格。在以所述栅极结构为掩膜对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾
斜离子注入时，由于栅极结构的伪栅部高于所述有源区，因此，所述伪栅部可以阻挡倾斜离子注入的一部分离子，并且当伪栅部距离有源区越近时，阻挡的离子越多，由此，当所述栅极结构相对所述第一有源区或者所述第二有源区的套准精度发生偏移时，在对所述第一有源区和所述第二有源区进行离子注入时，所述伪栅部阻挡的第一有源区和第二有源区其中一者的离子注入的离子多于另一者的离子注入的离子，即所述伪栅部影响第一有源区和第二有源区的离子注入的剂量，而第一有源区的离子注入剂量会影响第一晶体管的阈值电压，第二有源区的离子注入剂量会影响第二晶体管的阈值电压，因此，所述栅极结构的套准精度可以影响第一晶体管的阈值电压和第二晶体管的阈值电压，由此，可以通过比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括用于形成第一晶体管的第一有源区、用于形成第二晶体管的第二有源区以及间隔所述第一有源区和所述第二有源区的间隔区；在所述半导体衬底上形成栅极结构，所述栅极结构包括一栅极部以及与所述栅极部相连的一伪栅部，所述栅极部沿第一方向延伸，并覆盖部分所述间隔区、部分所述第一有源区和部分所述第二有源区，所述伪栅部沿第二方向延伸，并覆盖部分所述间隔区，所述第一方向与所述第二方向垂直；以所述栅极结构为掩膜对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾斜离子注入，形成位于所述第一有源区中的第一轻掺杂源漏区，以形成第一晶体管，以及形成位于所述第二有源区中的第二轻掺杂源漏区，以形成第二晶体管；获取所述第一晶体管的阈值电压，并获取所述第二晶体管的阈值电压；以及，比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格。2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一晶体管包括所述第一轻掺杂源漏区和所述栅极部中覆盖所述第一有源区的部分，所述第二晶体管包括所述第二轻掺杂源漏区和所述栅极部中覆盖所述第二有源区的部分。3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，以所述栅极结构为掩膜，对所述第一有源区和所述第二有源区进行倾斜离子注入时，采用的注入角度为1
°
～89
°
，所述注入角度为倾斜离子注入的注入方向与垂直于所述第一有源区或所述第二有源区的平面之间的夹角。4.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，比较所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压的大小，并根据比较结果确定所述栅极结构与所述第一有源区和所述二有源区之间的套准精度是否合格的方法包括：获取所述第一晶体管的阈值电压与所述第二晶体管的阈值电压之间的差值，并将所述差...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙访策，曹子贵，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：