[发明专利]测量多晶硅温度变化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种测量多晶硅温度变化的方法。

背景技术

目前，随着半导体器件的发展，如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的发展，自对准金属硅化物如自对准镍化硅、钛化硅方法被引进来，用于产生硅化物，能够很好地与露出的源、漏以及多晶硅栅的硅（Si）对准。这是因为金属Ni或者Ti可以与硅反应，但是不会与硅氧化物如二氧化硅（SiO₂）、硅氮化物如氮化硅（Si₃N₄）或者是硅氮氧化物（SiON）反应。因此Ni或者Ti仅仅会寻找到硅的部分进行反应，而对于由硅氧化物如二氧化硅（SiO₂）、硅氮化物如氮化硅（Si₃N₄）或者是硅氮氧化物（SiON）所覆盖的部分，不会进行反应，就好比Ni或者Ti会自行对准硅的部分。将表面覆盖了Ni或者Ti的金属的硅称为自对准金属硅化物（salicide）。本领域技术人员知道，金属的电阻随温度的变化呈线性关系，自对准金属硅化物在电阻随温度变化的特性上，因为硅的表面覆盖了金属，也具有了金属的特性，因此，为清楚说明本发明，本文将自对准金属硅化物称为金属的一种。

对自对准金属硅化物施加电流，使得温度升高，而引入焦耳热，现有技术中测量自对准金属硅化物在焦耳热作用下温度变化的方法：根据自对准金属硅化物所施加电流I的大小，以及测量电压U的大小，代入公式R=U/I，获得自对准金属硅化物在该电流I下的电阻；然后根据电阻和温度之间的线性关系，得到该电流I下所对应的温度。其中，电阻和温度之间线性关系的获得，可以根据现有技术获得，例如可以是：通过人为烘箱加热的方法，在不同的温度点，得到所对应的电阻值。

没有金属Ni或者Ti覆盖的多晶硅，在电阻随温度变化的关系上，就失去了金属的特性，研究表明，多晶硅的电阻基本上不随温度变化，所以如果多晶硅在电流作用下产生温度变化，就不能根据多晶硅电阻的测量，确定温度的变化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种测量多晶硅温度变化的方法，能够获得多晶硅在电流作用下的温度变化。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：

测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R₀，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；

将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作用下产生的温度变化△T与所述金属相同；

测量所述金属在温度变化△T后的电阻R₁；

根据所述金属的TCR、R₀和R₁，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。

根据公式得到R₁=（TCR ×△T＋1）R₀；

在上述公式中代入TCR、R₁和R₀，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。

测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R₀，以及所述金属在各个温度点下的电阻，采用四点法。

所述各个温度点采用烘箱或晶圆载物吸盘加热的方法获得。

测量所述金属在温度变化△T后的电阻R₁，采用四点法。

所述金属为自对准金属硅化物。

一种测量多晶硅温度变化的方法，该方法包括：

测量与所述多晶硅接触且位于同一层的金属在室温下的电阻R₀，以及所述金属在各个温度点下的电阻，获得所述金属的电阻温度系数TCR；

测量所述多晶硅和金属在室温下的总电阻R＋R₀；

将产生温度变化的预定电流I作用于所述多晶硅上，所述多晶硅在电流I作用下产生的温度变化△T与所述金属相同；

测量所述多晶硅和金属在温度变化△T后的总电阻R＋R₁；

根据所述金属的TCR、R₀以及R₁－R₀，获得在所述电流I的作用下，所述多晶硅的温度变化△T。

根据公式得到R₁－R₀=TCR×△T×R₀；