MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法和测试系统技术方案

本申请实施例涉及一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法和测试系统。该方法包括：提供标准MOS晶体管，并得到标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C

【技术实现步骤摘要】
MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法和测试系统


[0001]本申请实施例涉及半导体
，特别是涉及一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法和测试系统。

技术介绍

[0002]MOS晶体管的栅极结构包括栅氧化层和位于栅氧化层上的多晶硅栅，多晶硅栅结构的耗尽现象使得从MOS晶体管的CV曲线上无法提取到栅氧化层的真实厚度，典型的NMOS晶体管的CV曲线中提取到的栅氧化层的厚度小于PMOS晶体管的CV曲线中提取到的栅氧化层的厚度。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法和测试系统，可以准确测试待测MOS晶体管的栅氧化层电容，进而得到栅氧化层的厚度。
[0004]本公开提供一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法，包括：
[0005]提供标准MOS晶体管，并得到标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，以及第一温度下，标准MOS晶体管对应的第一栅极小信号电容C
gg01
；
[0006]提供待测MOS晶体管，并使待测MOS晶体管处于强反型状态；
[0007]获取第一温度下，待测MOS晶体管的第二栅极小信号电容C
gg02
；
[0008]根据标准栅氧化层电容C
ox01
、第一栅极小信号电容C
gg01
和第二栅极小信号电容C
gg02
，得到待测MOS晶体管的待测栅氧化层电容C
ox02
。
[0009]在其中一个实施例中，提供标准MOS晶体管，并得到标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，包括：
[0010]提供标准MOS晶体管，并使标准MOS晶体管处于强反型状态；
[0011]于标准MOS晶体管的栅极施加具有预设频率的小信号交流电；
[0012]获取不同测试温度下标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg
，并得到栅极小信号电容C
gg
与测试温度之间的第一关系曲线；
[0013]根据第一关系曲线得到标准MOS晶体管的最大栅极小信号电容C
ggmax
，所述最大栅极小信号电容C
ggmax
即为标准栅氧化层电容C
ox01
。
[0014]在其中一个实施例中，使标准MOS晶体管处于强反型状态，包括：
[0015]于标准MOS晶体管的栅极施加第一直流偏置电压；
[0016]使待测MOS晶体管处于强反型状态，包括：
[0017]于待测MOS晶体管的栅极施加第二直流偏置电压；
[0018]获取第一温度下，待测MOS晶体管的第二栅极小信号电容C
gg02
之前，还包括：
[0019]于待测MOS晶体管的栅极施加具有预设频率的小信号交流电；
[0020]其中，第一直流偏置电压大于标准MOS晶体管的阈值电压，第二直流偏置电压大于待测MOS晶体管的阈值电压。
[0021]在其中一个实施例中，标准MOS晶体管包括第一标准MOS晶体管和第二标准MOS晶体管，获取不同测试温度下标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg
，并得到栅极小信号电容C
gg
与测试温度之间的第一关系曲线，包括：
[0022]获取不同测试温度下第一标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg1
和第二标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg2
；
[0023]进行线性拟合，分别得到栅极小信号电容C
gg1
与测试温度之间的第一拟合曲线，栅极小信号电容C
gg2
与测试温度之间的第二拟合曲线；
[0024]根据第一拟合曲线和第二拟合曲线，得到第一关系曲线。
[0025]在其中一个实施例中，获取第一温度下，标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg01
，包括：
[0026]获取第一温度下，第一标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg011
；
[0027]获取第一温度下，第二标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg012
；
[0028]根据第一栅极小信号电容C
gg011
和第一栅极小信号电容C
gg012
，得到第一栅极小信号电容C
gg01
。
[0029]在其中一个实施例中，根据标准栅氧化层电容C
ox01
、第一栅极小信号电容
Cgg01
和第二栅极小信号电容C
gg02
，得到待测MOS晶体管的待测栅氧化层电容C
ox02
，包括：
[0030]根据标准栅氧化层电容C
ox01
和第一栅极小信号电容C
gg01
，得到标准栅氧化层电容C
ox01
和第一栅极小信号电容C
gg01
之间的比值；
[0031]根据所述比值和第二栅极小信号电容C
gg02
，得到待测栅氧化层电容C
ox02
。
[0032]在其中一个实施例中，MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法还包括：
[0033]获取第二温度下待测MOS晶体管的第三栅极小信号电容C
gg03
；
[0034]根据预设频率、第三栅极小信号电容C
gg03
和待测栅氧化层电容C
ox02
，得到待测MOS晶体管的多晶硅栅电容C
poly
；
[0035]其中，第二温度小于临界温度，临界温度为待测MOS晶体管对应的最大栅极小信号电容C
ggmax1
对应的测试温度。
[0036]在其中一个实施例中，第一温度包括待测MOS晶体管的晶圆接收测试温度。
[0037]上述MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法，通过标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，第一温度下标准MOS晶体管对应的第一栅极小信号电容C
gg01
和待测MOS晶体管的第二栅极小信号电容C
gg02
，可以得到待测MOS晶体管的待测栅极氧化层电容C
ox02
的准确值，进而得到待测MOS晶体管的待测栅氧化层的真实厚度，消除导电载流子不同导致的无法从待测MOS晶体管的CV曲线上提取到待测栅氧化层的真实厚度的问题。
[0038]本公开还提供一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试系统，包括：
[0039]获取装置，用于获取标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，以及第一温度下，标准MOS晶体管对应的第一栅极小信号电容C
gg01
；
[0040]第一电源装置，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOS晶体管栅氧化层电容的测试方法，其特征在于，包括：提供标准MOS晶体管，并得到所述标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，以及第一温度下，所述标准MOS晶体管对应的第一栅极小信号电容C
gg01
；提供待测MOS晶体管，并使所述待测MOS晶体管处于强反型状态；获取第一温度下，所述待测MOS晶体管的第二栅极小信号电容C
gg02
；根据所述标准栅氧化层电容C
ox01
、所述第一栅极小信号电容C
gg01
和所述第二栅极小信号电容C
gg02
，得到所述待测MOS晶体管的待测栅氧化层电容C
ox02
。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述提供标准MOS晶体管，并得到所述标准MOS晶体管对应的标准栅氧化层电容C
ox01
，包括：提供标准MOS晶体管，并使所述标准MOS晶体管处于强反型状态；于所述标准MOS晶体管的栅极施加具有预设频率的小信号交流电；获取不同测试温度下所述标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg
，并得到所述栅极小信号电容C
gg
与所述测试温度之间的第一关系曲线；根据所述第一关系曲线得到所述标准MOS晶体管的最大栅极小信号电容C
ggmax
，所述最大栅极小信号电容C
ggmax
即为所述标准栅氧化层电容C
ox01
。3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述使所述标准MOS晶体管处于强反型状态，包括：于所述标准MOS晶体管的栅极施加第一直流偏置电压；所述使所述待测MOS晶体管处于强反型状态，包括：于所述待测MOS晶体管的栅极施加第二直流偏置电压；获取第一温度下，待测MOS晶体管的第二栅极小信号电容C
gg02
之前，还包括：于所述待测MOS晶体管的栅极施加具有预设频率的小信号交流电；其中，所述第一直流偏置电压大于所述标准MOS晶体管的阈值电压，所述第二直流偏置电压大于所述待测MOS晶体管的阈值电压。4.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述标准MOS晶体管包括第一标准MOS晶体管和第二标准MOS晶体管，所述获取不同测试温度下所述标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg
，并得到所述栅极小信号电容C
gg
与所述测试温度之间的第一关系曲线，包括：获取不同测试温度下所述第一标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg1
和所述第二标准MOS晶体管的栅极小信号电容C
gg2
；进行线性拟合，分别得到所述栅极小信号电容C
gg1
与所述测试温度之间的第一拟合曲线，所述栅极小信号电容C
gg2
与所述测试温度之间的第二拟合曲线；根据所述第一拟合曲线和所述第二拟合曲线，得到所述第一关系曲线。5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述获取第一温度下，所述标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg01
，包括：获取第一温度下，所述第一标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg011
；获取第一温度下，所述第二标准MOS晶体管的第一栅极小信号电容C
gg012
；根据所述第一栅极小信号电容C
gg011
和所述第一栅极小信号电容C
gg012
，得到所述第一栅极小信号电容C
gg01
。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，汪恒，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：