测量MOS管阈值电压跨导值的方法技术

本发明专利技术提供一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法，测量获得目标器件的晶体管线性阈值电压；获取Id

【技术实现步骤摘要】
测量MOS管阈值电压跨导值的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法。

技术介绍

[0002]随着半导体制造技术的发展，对于MOS管的阈值电压值的准确度要求越来越高,尤其是对于14FF之类的先进工艺，对vtgm(阈值电压跨导值)的准确要求更高。目前做模型需要的测量项目越来越多，对于既能快速而又精准的测量提了更高的要求。
[0003]请参阅图1，目前的Vtgm的测量方法，Vg为栅电压，Id为直流的漏极电流，Vtgm的值是通过测量Id
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Vg曲线，然后在Id
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Vg曲线下最大斜率切线与横坐标的交点取得的。因此Id
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Vg曲线的测量精度和速度成为阈值电压跨导值测量的关键。现有技术的测量方案是Vg从0到Vdd(器件的电源电压)进行扫描，要达到较高的测量精度的话测量时间会很长。
[0004]为此，需要一种新型的测量MOS管阈值电压跨导值的方法，以可以更加快速、而且精准的得到阈值电压跨导值的值。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法，用于解决现有技术中测量方案是栅电压从0到电源电压进行扫描，要达到较高的测量精度的话测量时间会很长的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法包括：
[0007]步骤一、测量获得目标器件的晶体管线性阈值电压；/>[0008]步骤二、获取Id
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Vg曲线，所述Id
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Vg曲线的横坐标区间为所述晶体管线性阈值电压至预设电压；
[0009]步骤三、根据所述Id
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Vg曲线得到最大跨导值。
[0010]优选地，步骤一中的所述目标器件为NMOS。
[0011]优选地，步骤二中所述预设电压大于所述目标器件的最大跨导值对应的栅电压。
[0012]优选地，步骤二中所述预设电压大于所述晶体管线性阈值电压0.25V。
[0013]优选地，步骤二中根据所述晶体管线性阈值电压至所述预设电压间设置多个测量点，之后扫描多个所述测量点得到所述Id
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Vg曲线。
[0014]优选地，步骤二中每两个相邻所述测量点间横坐标的差值为0.01V。
[0015]优选地，步骤二中每两个相邻所述测量点间横坐标的差值为0.005V。
[0016]优选地，步骤三中在所述Id
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Vg曲线下最大斜率切线与横坐标的交点取得所述最大跨导值。
[0017]如上所述，本专利技术的测量MOS管阈值电压跨导值的方法，具有以下有益效果：
[0018]本专利技术根据点测的方式得到的晶体管线性阈值电压，在晶体管线性阈值电压的基础上加上根据以往数据分析的经验值作为测量区间进行扫描，求得Vtgm更加快速、精准。
附图说明
[0019]图1显示为现有技术的获取阈值电压跨导值示意图；
[0020]图2显示为本专利技术的方法示意图；
[0021]图3显示为本专利技术的获取阈值电压跨导值示意图。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0023]请参阅图2，本专利技术提供一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法包括：
[0024]步骤一，测量获得目标器件的晶体管线性阈值电压(Vtlin)，Vtlin是器件的必测参数，而且和Vtgm属于不同的测试算法，测试互不干扰；
[0025]步骤二，获取Id
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Vg曲线，Id
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Vg曲线的横坐标区间为晶体管线性阈值电压至预设电压；
[0026]在一种可选的实施方式中，晶体管器件具体是指在对其栅电压(Vg)进行扫描过程中会开启背栅沟道的器件，当在辐照环境下埋氧层积累正电荷或者是人为在衬底施加正电压，目标晶体管器件的背栅沟道可能会开启。比如，目标器件可以是NMOS。
[0027]按照本领域标准方法测量出目标晶体管器件的Id
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Vg曲线，其中，Id
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Vg曲线是指横坐标为栅电压，纵坐标为直流的漏极电流的曲线。
[0028]在一种可选的实施方式中，步骤二中预设电压大于目标器件的最大跨导值对应的栅电压，可以先根据点测的方式得到的Vtlin，在Vtlin的基础上加上根据以往数据分析的经验值作为扫描区间。
[0029]在一种可选的实施方式中，步骤二中预设电压大于晶体管线性阈值电压0.25V。
[0030]在一种可选的实施方式中，步骤二中根据晶体管线性阈值电压至预设电压间设置多个测量点，其中测量点间横坐标的间距由所需的测量精度决定，之后扫描多个测量点得到Id
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Vg曲线。
[0031]在一种可选的实施方式中，请参阅图3，步骤二中每两个相邻测量点间横坐标的差值为0.01V，在本实施例的测量方法中，在晶体管线性阈值电压0.25V的情况下，只需要从晶体管线性阈值电压到晶体管线性阈值电压增加0.25V的区间进行扫描。用该方法，只需要25(0.25/0.01＝25)个点，器件的扫描速度快了76％。
[0032]在一种可选的实施方式中，请参阅图3，步骤二中每两个相邻测量点间横坐标的差值为0.01V，在本实施例的测量方法中，在晶体管线性阈值电压0.25V的情况下，只需要从晶体管线性阈值电压到晶体管线性阈值电压增加0.25V的区间进行扫描。若是想更精准一些，以0.005v为横坐标的间距，则最多扫描50(0.25/0.005＝50)个点，每颗器件的扫描速度快了52％。
[0033]步骤三，根据Id
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Vg曲线得到最大跨导值，该Id
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Vg曲线是从晶体管线性阈值电压至预设电压间进行扫描，相对于现有技术中，栅极电压从0到器件的电源电压进行扫描速度更快更精确。
[0034]在一种可选的实施方式中，步骤三中在Id
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Vg曲线下最大斜率切线与横坐标的交点取得最大跨导值。
[0035]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0036]综上所述，本专利技术根据点测的方式得到的晶体管线性阈值电压，在晶体管线性阈值电压的基础上加上根据以往数据分析的经验值作为测量区间进行扫描，求得Vtgm更加快速、精准。所以，本专利技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量MOS管阈值电压跨导值的方法，其特征在于，至少包括：步骤一、测量获得目标器件的晶体管线性阈值电压；步骤二、获取Id
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Vg曲线，所述Id
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Vg曲线的横坐标区间为所述晶体管线性阈值电压至预设电压；步骤三、根据所述Id
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Vg曲线得到最大跨导值。2.根据权利要求1所述的测量MOS管阈值电压跨导值的方法，其特征在于：步骤一中的所述目标器件为NMOS。3.根据权利要求1所述的测量MOS管阈值电压跨导值的方法，其特征在于：步骤二中所述预设电压大于所述目标器件的最大跨导值对应的栅电压。4.根据权利要求3所述的测量MOS管阈值电压跨导值的方法，其特征在于：步骤二中所述预设电压大于所述晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，商干兵，孙万雪，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：