专利名称：一种提高p阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及半导体工艺中栅氧化层电学厚度的测量结构，尤其涉及一种可 精确测量P阱栅氧化层电学厚度的测量结构。
背景技术：
在半导体工艺中，栅氧化层电学厚度Tox的测量是最重要的测试项目之一。 但是目前，在实际的WAT ( Wafer Acceptance Test，晶圓允收测试)测量过程中， 经常会发现N阱氧化层的电学厚度Toxn的测量比较准确，而P阱栅氧化层的电 学厚度Toxp的测量结杲往往会比其实际厚度以及Toxn要薄很多的现象。特别 是对于栅氧化层较厚的I/O (输入/输出)器件和HV (高电压)器件，测量得到 的不是完全精确的P阱氧化层的电学厚度Toxp结果，将会经常导致对后续的测 量等操作产生误导，而最终得到错误的结论。以下结合附图具体说明图1显示的为传统的P阱栅氧化层电学厚度Tox的测量结构，该测量结构 包含P辨l，，以及围设在P阱l，底部和两侧的P型村底2，，该P型衬底2，与P 阱l，直接连在一起；该测量结构还设置有用来测量P阱栅氧化层的电学厚度Tox 的衬底引出极B端3'和栅电极G端4，，所述的B端3，设置在P阱l'内，其是 P+引出端；所述的G端4，分别设置在P阱1，上端和P型衬底2'上端，通过引线 连接构成一测量端点；所述的设置在P阱1，上端的G端4，，其上部设置N+多 晶硅层5，，下部设置待测量电学厚度的栅氧化层6，；所述的设置在P型衬底2， 上端的G端4，，其上部设置金属衬垫(PAD) 7，，下部设置中间介质层8'。在实际测量过程中，使用测试仪器连接该测量结构的G端4，和B端3', — 般选择在B端(理论上也可以选择在G端)上加电压Vdd，并加交流测试信号， 在另一 G端测量4册氧化层6，的电容对该交流测试信号的电流感应，由此得到该 P阱栅氧化层6，的电学厚度，即电容值。由于所述的测量结构中的P阱r和P型衬底2，是自动直接连在一起的，因此在测试过程中，G端4'的金属衬垫7，下面的中间介质层8'的电容与P阱栅氧 化层6'的电容是呈并联关系的，故该中间介质层8'的电容值也将被计入测量结 果中，由此导致最终测量结果存在较大误差。由于G端4，的金属衬垫7，的面积 与P阱栅氧化层6，的电容面积差不多，而中间介质层8，的厚度一般大概是 6000A，因此对于待测的P阱栅氧化层6，而言，其越厚(对于一般的I/0器件， 其P阱栅氧化层的电学厚度为60A左右，而对于HV器件，其P阱栅氧化层的 电学厚度的为800A左右)，也就意味着并联后的影响将会越大。另外，对于一般的N阱栅氧化层电学厚度的测试结构，由于N阱与外围设 置的P型衬底是自动隔离的，故在测量过程中，G端的PAD下面的中间介质层 的电容值不会被耦合过来，与N阱栅氧化层的电容形成并联，故，如上所述， N阱栅氧化层电学厚度的测量结果是真实的厚度值，较为准确。发明内容本发明的主要目的在于提供一种提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的 测量结构，其可使得在正常WAT测试条件下，P阱柵氧化层厚度的测量误差达 到最小，大大提高测量的精确性。为达上述目的，本发明提供一种提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的 测量结构，其包含P阱，围设在P阱底部和两侧的P型衬底，以及衬底引出极 B端和栅电极G端，特点是，还包含一N阱结构；所述的P型衬底与P阱直接连在一起；所述的栅电极G端分别设置在P阱上端和P型村底上端，通过引线连接构 成一测量端点；所述的N阱结构i殳置在P型衬底栅电极G端的下部，该N阱结构的底部和 两侧围设有所述的P型衬底；其包含若干STI (浅槽隔离技术)结构，一 N阱 层和一深N阱层；所述的若干STI结构依次分离设置在P型衬底栅电极G端的下部；所述的N P井层围设在该若干STI结构的底部和两侧；所述的深N阱层设置在该N阱层的下部。所述的STI结构内部填设氧化层。所述的STI结构的厚度一般为4500 A ~ 8000A。 所述的衬底引出极B端设置在P阱内，其是P+引出端。 所述的设置在P阱上端的栅电极G端，其上部设置N+多晶硅层，下部设置待测量电学厚度的栅氧化层。所述的设置在P型衬底上端的栅电极G端，其上部设置金属衬垫，下部设置中间介质层。本发明提供的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，由于在P 型村底栅电极G端的下部设置了 N阱结构，且由于N阱层和深N辨层的总厚度 一般可以达到大于20000A,故中间介质层的厚度相当于由原来的6000A增加到 了 26000A以上，由此，在采用前述的测量方法对P阱栅氧化层的电学厚度Tox 进行测量的过程中，由于这部分将与P阱栅氧化层的电容形成并联的电容值大 大减小了，且对比于一般情况下P阱栅氧化层的电容值要小出若干个数量级， 故其对P阱栅氧化层电学厚度Tox的测量的影响将大幅度降低，所得测量结果 的误差将达到最小，大大提高了 P阱栅氧化层电学厚度Tox测量的精确性。
图l是背景技术中的P阱栅氧化层电学厚度的测量结构的示意图； 图2是本发明提供的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构的 示意图。
具体实施方式
以下结合图2，详细说明本发明较佳的实施方式如图2所示，本发明所提供的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测 量结构，其包含P阱l,围设在P阱1底部和两侧的P型衬底2，以及衬底引出 极B端3和栅电极G端4，特点是，还包含一N阱结构9;所述的P型衬底2与P阱1直接连在一起；所述的栅电极G端4分别设置在P阱1的上端和P型村底2的上端，通过 引线连接构成一测量端点；所述的N阱结构9设置在P型衬底2的栅电极G端4的下部，该N阱结构9的底部和两侧围设有所述的P型衬底2;其包含4个STI结构10， 一 N阱层 11和一深N阱层12;所述的4个STI结构IO依次分离设置在P型衬底2的栅电极G端4的下部；所述的N阱层11围设在该4个STI结构10的底部和两侧；所述的深N阱层12设置在该N阱层11的下部。所述的STI结构10内部填设氧化层。所述的STI结构10的厚度一般为4500 A ~ 8000A;本实施例中，该STI结 构10的厚度为6000A。所述的N阱层11和深N阱层12的总厚度大于20000A。 所述的衬底引出极B端3设置在P阱1内，其是P+引出端。 所述的设置在P阱1的上端的栅电极G端4,其上部设置N+多晶硅层5, 下部设置待测量电学厚度的栅氧化层6。所述的设置在P型衬底2的上端的栅电极G端4，其上部设置金属衬垫7， 下部设置中间介质层8。本发明提供的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，由于在P 型衬底栅电极G端的下部设置了 N阱结构，且由于N阱层和深N阱层的总厚度 一般可以达到大于20000A，故中间介质层的厚度相当于由原来的6000A增加到 了 26000A以上，由此，在采用前述的测量方法对P阱栅氧化层的电学厚度Tox 进行测量的过程中，由于这部分将与P阱栅氧化层的电容形成并联的电容值大 大减小了，且对比于一般情况下P阱栅氧化层的电容值要小出若干个数量级， 故其对P阱栅氧化层电学厚度Tox的测量的影响将大幅度降低，所得测量结果 的误差将达到最小，大大提高了 P阱栅氧化层电学厚度Tox测量的精确性。
权利要求
1.一种提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，包含P阱(1)，围设在P阱(1)底部和两侧的P型衬底(2)，以及衬底引出极B端(3)和栅电极G端(4)，其特征在于还包含一N阱结构(9)；所述的P型衬底(2)与P阱(1)直接连在一起；所述的栅电极G端(4)分别设置在P阱(1)的上端和P型衬底(2)的上端，通过引线连接构成一测量端点；所述的N阱结构(9)设置在P型衬底(2)的栅电极G端(4)的下部，该N阱结构(9)的底部和两侧围设有所述的P型衬底(2)；其包含若干STI结构(10)，一N阱层(11)和一深N阱层(12)；所述的若干STI结构(10)依次分离设置在P型衬底(2)的栅电极G端(4)的下部；所述的N阱层(11)围设在该若干STI结构(10)的底部和两侧；所述的深N阱层(12)设置在该N阱层(11)的下部。
2. 如权利要求1所述的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，其 特征在于，所述的STI结构(10)内部填设氧化层。
3. 如权利要求2所述的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，其 特征在于，所述的STI结构(10)的厚度为4500A~8000A。
4. 如权利要求1所述的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，其 特征在于，所述的衬底引出极B端(3)设置在P阱(1)内，其是P+引出端。
5. 如权利要求1所述的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，其 特征在于，所述的设置在P阱(1)的上端的栅电极G端(4)，其上部设置 N+多晶硅层(5)，下部设置待测量电学厚度的栅氧化层(6)。
6. 如权利要求1所述的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，其 特征在于，所述的设置在P型衬底(2)的上端的栅电极G端(4),其上部 设置金属衬垫(7 )，下部设置中间介质层(8 )。
全文摘要
一种提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，包含P阱，围设在P阱底部和两侧的，与P阱直接连接的P型衬底，衬底引出极B端和栅电极G端，还包含一N阱结构；该栅电极G端分别设置在P阱上端和P型衬底上端，通过引线连接构成一测量端点；该N阱结构设置在P型衬底栅电极G端的下部，其底部和两侧围设有所述的P型衬底，包含若干依次分离设置在P型衬底栅电极G端的下部的STI结构，一围设在该若干STI结构的底部和两侧N阱层和一设置在N阱层的下部深N阱层。本发明提供的提高P阱栅氧化层电学厚度测量精确性的测量结构，可使得在正常WAT测试条件下，P阱栅氧化层厚度的测量误差达到最小，大大提高测量的精确性。
文档编号H01L23/544GK101217137SQ200710173158
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者剑 胡, 坡 黎 申请人:上海宏力半导体制造有限公司