[发明专利]晶圆温度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种晶圆温度的检测方法。

背景技术

现有的集成电路制造中，随着半导体集成电路技术的不断进步和特征尺寸的不断减小，使得单片晶圆上的器件的数量不断增加，电路的功能得到了改进，电路日趋复杂，工艺制造中的环节要求越来越精细，器件的可靠性也显得日益重要。

金属-氧化物-半导体（MOS）晶体管是半导体制造中的最基本器件，其广泛适用于各种集成电路中，根据主要载流子以及制造时的掺杂类型不同，分为NMOS和PMOS晶体管。

而现有的集成电路设计和集成电路制造总是相辅相成，相互促进的，两者都在器件的可靠性的提高发挥着重要的作用。

在设计集成电路时，特别是复杂的集成电路设计中，精确的模拟仿真电路特性是必须的，MOS晶体管模型作为集成电路设计和集成电路制造之间的关键桥梁，在集成电路日趋复杂的今天有着更多更高的要求。MOS晶体管的工作温度、制作温度或测试温度等对MOS晶体管的性能具有重要的影响，因此在MOS晶体管建模时，晶体管的温度是一个重要的考量因素，对于提高建立的晶体管模型的准确性至关重要。

现有在MOS晶体管制作或分析测试中，通常将晶圆置于处理设备的载物台上，然后通过载物台上的加热装置对晶圆进行接触式或非接触式的加热，载物台上的温度传感器检测加热的温度，载物台上的温度传感器检测的温度即为晶圆的温度，但是这种方法并不能准确的检测晶圆本身的温度，并且温度检测的效率较低。

更多关于晶圆温度检测的方法请参考公开号为US2007/0009010A1的美国专利文献。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种晶圆温度的检测方法，提高晶圆检测温度的准确性和精度。

为解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种晶圆温度的检测方法，包括：提供晶圆，在所述晶圆上形成双极型晶体管，双极型晶体管作为温度检测器件，所述双极型晶体管包括位于晶圆内的第一掺杂区、位于第一掺杂区内的第二掺杂区、位于第二掺杂区内的第三掺杂区，其中所述第一掺杂区为双极型晶体管的集电区、第二掺杂区为双极型晶体管的基区、第三掺杂区为双极型晶体管的发射区；对所述温度检测器件进行校准；在所述双极型晶体管的基区上依次施加至少三个不同的基区电压，双极型晶体管工作在线性区，并测量获得与至少三个基区电压值对应的至少三个集电区电流值；根据施加的三个基区电压值和对应的至少三个集电区电流值，进行指数曲线拟合，获得晶圆的至少三个测试温度；对所述至少三个测试温度求平均值，将平均值作为晶圆的温度。

可选的，所述拟合的指数曲线为：Ic=Is×e[Eg×(q/kTrf-q/kT)+Xti×lnT/Trf]×[eqVbe/kT-1],]]>其中，I_c为集电区电流值，I_s为固定器件常数，E_g为带隙，q为单位电荷常数，k为玻尔兹曼常数，T_rf为参考温度，T为测试温度，X_ti为常数，V_be为发射区接地时的基区电压值。