介电弛豫量测结构制造技术

本公开涉及一种介电弛豫量测结构

【技术实现步骤摘要】
介电弛豫量测结构、系统和方法以及半导体器件


[0001]本公开属于半导体芯片领域，具体涉及一种介电弛豫量测结构
、
系统和方法以及半导体器件
。

技术介绍

[0002]随着
DRAM(Dynamic Random Access Memory
，动态随机存取储存器
)
芯片行业的不断发展，为了增加芯片的存储密度，可将芯片中使用到的电容结构设计呈电容管
。
其中，电容管深宽比较大，尤其大量电容管堆积一起后，电容管之间距离较近，且相互之间会发生电磁波，产生相互干扰，进而影响介电损耗以及介电弛豫时间，然而介电弛豫影响芯片的读写速度，由于介电弛豫时间非常短，如何有效的表征电容管的介电弛豫，实现介电材料的快速
、
精准筛选是亟待要解决的技术问题
。

技术实现思路

[0003]本公开实施例提供一种介电弛豫量测结构
、
系统和方法以及半导体器件，以提高电容管介电弛豫检测的精准性
。
[0004]本公开第一方面提供了一种介电弛豫量测结构，用于测量半导体器件中电容管的介电弛豫情况，所述半导体器件包括衬底，所述电容管形成在所述衬底上，所述电容管包括导体管套
、
导体管芯及介电部，所述导体管芯在与所述衬底相交的方向延伸，所述导体管套至少套设在所述导体管芯的外周侧，所述介电部形成在所述导体管套和所述导体管芯之间；其中，所述介电弛豫量测结构形成在所述衬底上，且包括：
[0005]第一导体层，其覆盖所述导体管套的顶端并与之相接触，所述第一导体层具有第一镂空孔，在所述衬底上的正投影中：所述介电部投影在所述第一镂空孔内；
[0006]介电绝缘层，其一部分形成在所述第一导体层远离所述衬底的一侧，另一部分位于所述第一镂空孔内并覆盖所述介电部的顶端，所述介电绝缘层具有第二镂空孔，在所述衬底上的正投影中：所述第二镂空孔投影在所述第一镂空孔内，所述导体管芯投影在所述第二镂空孔内；
[0007]第二导体层，其一部分形成在所述介电绝缘层远离所述衬底的一侧，另一部分位于所述第二镂空孔内并与所述导体管芯的顶端相接触；
[0008]充电探针组，包括与所述第一导体层电性连接的第一充电探针和与所述第二导体层电性连接的第二充电探针，所述第一充电探针和所述第二充电探针用于与充电装置相导通，实现为所述电容管进行充电；
[0009]量测探针组，包括与所述第一导体层电性连接的第一量测探针和与所述第二导体层电性连接的第二量测探针，所述第一量测探针和所述第二量测探针用于在所述充电装置停止向所述电容管充电的同时与检测装置相导通，以检测所述电容管的介电弛豫情况
。
[0010]在本公开的一种示例性实施例中，所述衬底包括基底和形成在所述基底上的绝缘隔离层，所述绝缘隔离层开设有容纳槽，所述电容管填充在所述容纳槽内；
[0011]其中，所述第一导体层
、
所述介电绝缘层
、
所述第二导体层
、
所述充电探针组和所述量测探针组
。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，所述容纳槽
、
所述电容管
、
所述第一镂空孔及所述第二镂空孔均设置多个，并一一对应相匹配；
[0013]其中，在所述基底上的正投影中：所述第二导体层覆盖各所述电容管
。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述介电弛豫量测结构还包括第一导电结构和第二导电结构，形成在所述绝缘隔离层远离所述基底的一侧；其中，
[0015]所述第一充电探针与所述第一量测探针间隔设置，所述第一导电结构的一端与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性连接，所述第一导电结构的另一端与所述第一导体层电性连接；
[0016]所述第二充电探针与所述第二量测探针间隔设置，所述第二导电结构的一端与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性连接，所述第二导电结构的另一端与所述第二导体层电性连接
。
[0017]在本公开的一种示例性实施例中，所述介电弛豫量测结构还包括平坦化层，形成在所述绝缘隔离层远离所述基底的一侧，并覆盖所述第一导体层
、
所述介电绝缘层和所述第二导体层；其中，
[0018]所述第一充电探针
、
所述第二充电探针
、
所述第一量测探针和所述第二量测探针形成在所述平坦化层远离所述基底的表面；
[0019]所述第一导电结构贯穿所述平坦化层，所述第一导电结构的顶端与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性相连，所述第一导电结构的底端与所述第一导体层相接触；
[0020]所述第二导电结构贯穿所述平坦化层，所述第二导电结构的顶端与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性相连，所述第二导电结构的底端与所述第二导体层相接触
。
[0021]在本公开的一种示例性实施例中，所述第一导体层包括第一主区域和环绕所述第一主区域的第一边缘区域，在所述基底上的正投影中：所述第二导体层和所述介电绝缘层投影于所述第一主区域内；其中，
[0022]所述第一镂空孔位于所述第一主区域内；
[0023]在所述基底上的正投影中：所述第一导电结构与所述第一边缘区域存在交叠，且所述第二导电结构投影于所述第二导体层内；
[0024]所述第一导电结构环绕所述第二导电结构设置，且所述第一导电结构的底端与所述第一边缘区域相接触
。
[0025]在本公开的一种示例性实施例中，所述第一导电结构包括第一转接部和第一过孔部，所述第一转接部位于所述平坦化层远离所述基底的表面，并与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性连接，在所述基底上的正投影中：所述第一过孔部投影于所述第一转接部内，所述第一过孔部贯穿所述平坦化层，且所述第一过孔部的顶端和所述第一转接部相接触，所述第一过孔部的底端和所述第一边缘区域相接触；
[0026]所述第二导电结构包括第二转接部和第二过孔部，所述第二转接部位于所述平坦化层远离所述基底的表面，并与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性连接，在所述基底上的正投影中：所述第二过孔部投影于所述第二转接部内，所述第二过孔部贯穿所述平坦化层，且所述第二过孔部的顶端和所述第二转接部相接触，所述第二过孔部的底端和
所述第二导体层相接触；
[0027]其中，所述第一转接部环绕所述第二转接部设置，所述第一过孔部设置多个，并沿周向间隔排布，以环绕所述第二过孔部设置
。
[0028]在本公开的一种示例性实施例中，在所述基底上的正投影中：所述第一充电探针
、
所述第二充电探针
、
所述第一量测探针和所述第二量测探针与所述第一导体层和所述第二导体层不存在交叠；
[0029]所述介电弛豫量测结构还包括第一引线和第二引线，所述第一引线和所述第二引线形成在所述平坦化层远离所述基底的表面，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种介电弛豫量测结构，用于测量半导体器件中电容管的介电弛豫情况，所述半导体器件包括衬底，所述电容管形成在所述衬底上，所述电容管包括导体管套
、
导体管芯及介电部，所述导体管芯在与所述衬底相交的方向延伸，所述导体管套至少套设在所述导体管芯的外周侧，所述介电部形成在所述导体管套和所述导体管芯之间；其特征在于，所述介电弛豫量测结构形成在所述衬底上，且包括：第一导体层，其覆盖所述导体管套的顶端并与之相接触，所述第一导体层具有第一镂空孔，在所述衬底上的正投影中：所述介电部投影在所述第一镂空孔内；介电绝缘层，其一部分形成在所述第一导体层远离所述衬底的一侧，另一部分位于所述第一镂空孔内并覆盖所述介电部的顶端，所述介电绝缘层具有第二镂空孔，在所述衬底上的正投影中：所述第二镂空孔投影在所述第一镂空孔内，所述导体管芯投影在所述第二镂空孔内；第二导体层，其一部分形成在所述介电绝缘层远离所述衬底的一侧，另一部分位于所述第二镂空孔内并与所述导体管芯的顶端相接触；充电探针组，包括与所述第一导体层电性连接的第一充电探针和与所述第二导体层电性连接的第二充电探针，所述第一充电探针和所述第二充电探针用于与充电装置相导通，实现为所述电容管进行充电；量测探针组，包括与所述第一导体层电性连接的第一量测探针和与所述第二导体层电性连接的第二量测探针，所述第一量测探针和所述第二量测探针用于在所述充电装置停止向所述电容管充电的同时与检测装置相导通，以检测所述电容管的介电弛豫情况
。2.
根据权利要求1所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述衬底包括基底和形成在所述基底上的绝缘隔离层，所述绝缘隔离层开设有容纳槽，所述电容管填充在所述容纳槽内；其中，所述第一导体层
、
所述介电绝缘层
、
所述第二导体层
、
所述充电探针组和所述量测探针组形成在所述绝缘隔离层远离所述基底的一侧
。3.
根据权利要求2所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述容纳槽
、
所述电容管
、
所述第一镂空孔及所述第二镂空孔均设置多个，并一一对应相匹配；其中，在所述基底上的正投影中：所述第二导体层覆盖各所述电容管
。4.
根据权利要求2或3所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，还包括第一导电结构和第二导电结构，形成在所述绝缘隔离层远离所述基底的一侧；其中，所述第一充电探针与所述第一量测探针间隔设置，所述第一导电结构的一端与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性连接，所述第一导电结构的另一端与所述第一导体层电性连接；所述第二充电探针与所述第二量测探针间隔设置，所述第二导电结构的一端与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性连接，所述第二导电结构的另一端与所述第二导体层电性连接
。5.
根据权利要求4所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，还包括平坦化层，形成在所述绝缘隔离层远离所述基底的一侧，并覆盖所述第一导体层
、
所述介电绝缘层和所述第二导体层；其中，所述第一充电探针
、
所述第二充电探针
、
所述第一量测探针和所述第二量测探针形成
在所述平坦化层远离所述基底的表面；所述第一导电结构贯穿所述平坦化层，所述第一导电结构的顶端与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性相连，所述第一导电结构的底端与所述第一导体层相接触；所述第二导电结构贯穿所述平坦化层，所述第二导电结构的顶端与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性相连，所述第二导电结构的底端与所述第二导体层相接触
。6.
根据权利要求5所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述第一导体层包括第一主区域和环绕所述第一主区域的第一边缘区域，在所述基底上的正投影中：所述第二导体层和所述介电绝缘层投影于所述第一主区域内；其中，所述第一镂空孔位于所述第一主区域内；在所述基底上的正投影中：所述第一导电结构与所述第一边缘区域存在交叠，且所述第二导电结构投影于所述第二导体层内；所述第一导电结构环绕所述第二导电结构设置，且所述第一导电结构的底端与所述第一边缘区域相接触
。7.
根据权利要求6所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述第一导电结构包括第一转接部和第一过孔部，所述第一转接部位于所述平坦化层远离所述基底的表面，并与所述第一量测探针和所述第一充电探针电性连接，在所述基底上的正投影中：所述第一过孔部投影于所述第一转接部内，所述第一过孔部贯穿所述平坦化层，且所述第一过孔部的顶端和所述第一转接部相接触，所述第一过孔部的底端和所述第一边缘区域相接触；所述第二导电结构包括第二转接部和第二过孔部，所述第二转接部位于所述平坦化层远离所述基底的表面，并与所述第二量测探针和所述第二充电探针电性连接，在所述基底上的正投影中：所述第二过孔部投影于所述第二转接部内，所述第二过孔部贯穿所述平坦化层，且所述第二过孔部的顶端和所述第二转接部相接触，所述第二过孔部的底端和所述第二导体层相接触；其中，所述第一转接部环绕所述第二转接部设置，所述第一过孔部设置多个，并沿周向间隔排布，以环绕所述第二过孔部设置
。8.
根据权利要求7所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，在所述基底上的正投影中：所述第一充电探针
、
所述第二充电探针
、
所述第一量测探针和所述第二量测探针与所述第一导体层和所述第二导体层不存在交叠；所述介电弛豫量测结构还包括第一引线和第二引线，所述第一引线和所述第二引线形成在所述平坦化层远离所述基底的表面，所述第一引线和所述第二引线包括主干段和支干段，所述主干段和所述支干段具有第一端和第二端，所述支干段的第一端位于所述主干段的第一端和第二端之间，并与所述主干段连接；在所述第一引线中：主干段的第一端与所述第一转接部相接触，主干段的第二端与所述第一充电探针和所述第一量测探针中的一者相接触，支干段的第二端与所述第一充电探针和所述第一量测探针中的另一者相接触；在所述第二引线中：主干段的第一端与所述第二转接部相接触，主干段的第二端与所述第二充电探针和所述第二量测探针中的一者相接触，支干段的第二端与所述第二充电探针和所述第二量测探针中的另一者相接触；
其中，所述第一转接部具有供所述第二引线的主干段穿过的避让开口，所述第二引线的主干段与所述第一转接部在所述避让开口处具有间隙
。9.
根据权利要求8所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述第一引线中主干段的第二端与所述第一量测探针相接触，且所述第一充电探针位于所述第一量测探针远离所述第一转接部的一侧；所述第二引线中主干段的第二端与所述第二量测探针相接触，且所述第二充电探针位于所述第二量测探针远离所述第二转接部的一侧
。10.
根据权利要求6所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，在所述基底上的正投影中：所述介电绝缘层与所述第二导体层完全重合，且所述第二导体层和所述介电绝缘层包括第二主区域和环绕所述第二主区域的第二边缘区域；其中，所述第二镂空孔位于所述介电绝缘层的第二主区域内；在所述基底上的正投影中：所述第二导电结构投影于所述第二导体层的第二主区域内
。11.
根据权利要求
10
所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，还包括层间介质层，形成在所述平坦化层和所述绝缘隔离层之间；所述层间介质层覆盖所述第一主区域的边缘位置以及覆盖所述第一边缘区域，且所述层间介质层具有贯通孔，所述贯通孔露出所述第一主区域的中间位置；所述第二边缘区域搭接在所述层间介质层远离所述第一导体层的表面，所述第二主区域形成在所述贯通孔内，在所述基底上的正投影中：所述第一镂空孔
、
所述第二镂空孔投影于所述贯通孔内；其中，所述第一导电结构在贯穿所述平坦化层并与所述第一导体层相接触时，还贯穿所述层间介质层以与所述第一边缘区域相接触
。12.
根据权利要求5所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，还包括：接地探针，形成在所述平坦化层远离所述绝缘隔离层的一侧，用于接地；接地屏蔽部，所述接地屏蔽部贯穿所述平坦化层，所述接地屏蔽部的顶端与所述接地探针连接，所述接地屏蔽部的底端向所述基底的方向延伸；其中，在所述基底上的正投影中：所述第二导体层投影在所述第一导体层内或与之重合，且所述接地屏蔽部投影在所述第一导体层的至少相对两侧
。13.
根据权利要求
12
所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，所述接地屏蔽部靠近所述基底的表面低于所述电容管靠近所述基底的表面或与所述电容管靠近所述基底的表面相平齐
。14.
根据权利要求
12
所述的介电弛豫量测结构，其特征在于，在所述基底上的正投影中：所述第一充电探针
、
所述第一量测探针
、
所述第二充电探针
、
所述第二量测探针与所述第一导体层不存在交叠；所述接地屏蔽部与所述第一导体层之间的水平间距小于所述第一充电探针
、
所述第一量测探针
、
所述第二充电探针
、
所述第二量测探针与所述第一导体层之间的水平间距
。15.
根据权利要求
14
所述的介电弛豫...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明宏，
申请(专利权)人：深圳市昇维旭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：