[发明专利]检测结构及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试技术，特别涉及一种检测结构及检测方法。

背景技术

例如多晶硅、氮化钽等高阻导电材料被广泛运用在目前的集成电路中，所述高阻导电材料通常会用于形成电阻等高阻半导体器件。随着半导体技术的不断发展，半导体器件的尺寸在不断的减小，因此电阻等高阻半导体器件的尺寸也在不断的降低，同时由于所述电阻通常为条形或线形结构，电阻的宽度越来越小，容易引起电迁移效应，使得电阻等高阻半导体器件的电学参数发生改变，甚至可能导致电阻等高阻半导体器件失效。同时，由于高阻半导体器件的电阻较大，工作时的温度较高，而电迁移效应受温度的影响很大，因此，高阻半导体器件更容易受到电迁移效应的影响。

为此，非常有必要检测高温对高阻半导体器件的电学性能的影响。在现有技术中，通常是将待测试基片夹持在承片台上加热到特定的温度后，对待测试基片上的高阻半导体器件进行电学性能的测试，从而判断出特定温度时，高阻半导体器件受到电迁移效应的影响程度。但由于高阻半导体器件在测试时也会产生热量，使得高阻半导体器件对应位置的温度大于承片台设置的加热温度，如果直接利用所述承片台设置的加热温度作为测试时高阻半导体器件的温度，会使得测试结果不精确。且由于所述高阻半导体器件的表面往往还形成有层间介质层，因此也很难直接利用红外测温的方式进行测试高阻半导体器件实时的温度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种检测结构及检测方法，能方便准确地检测出待测试单元的温度。

为解决上述问题，本发明提供了一种检测方法，包括：提供检测结构，所述检测结构包括：半导体衬底，位于半导体衬底表面的待检测单元，与所述待检测单元相邻设置的测试MOS晶体管；将所述检测结构放置在具有加热功能的承片台表面，所述待检测单元不工作，利用承片台调节待检测结构的温度，从而获得测试MOS晶体管的电荷泵电流的最大值与温度之间的对应关系；对所述待检测单元施加测试电压，测得测试MOS晶体管的电荷泵电流的最大值，从而根据测试MOS晶体管的电荷泵电流的最大值与温度之间的对应关系获得当前待检测单元的温度。

可选的，测量所述测试MOS晶体管的电荷泵电流的最大值的方法包括：所述测试MOS晶体管的源区和漏区电学连接后与直流电源的一端相连接，且所述直流电源的另一端通过一个电流表与半导体衬底相连接，在所述测试MOS晶体管的栅电极施加电压脉冲信号，所述电压脉冲信号横跨测试MOS晶体管的阈值电压和平带电压，且所述电压脉冲信号的上升时间、下降时间均小于界面缺陷发射的时间常数，利用所述电流表测得电荷泵电流；且通过调整半导体衬底与源区、漏区之间的偏压，获得电荷泵电流的最大值。

可选的，所述电压脉冲信号的每一个脉冲的高电平相等且大于测试MOS晶体管的阈值电压，所述电压脉冲信号的每一个脉冲的低电平相等且小于测试MOS晶体管的平带电压。

可选的，对所述待检测单元施加测试电压测量对应的测试MOS晶体管的电荷泵电流的最大值时，所述承片台的加热功能关闭。

可选的，利用开尔文四端测试法对待检测单元施加测试电压的电学性能进行测试。

可选的，利用开尔文四端测试法对待检测单元施加测试电压的电迁移特性进行测试。

本发明还提供了一种检测结构，包括：半导体衬底，位于半导体衬底表面的待检测单元，与所述待检测单元相邻设置的测试MOS晶体管，通过测量所述测试MOS晶体管的电荷泵电流，获得所述待检测单元的温度。

可选的，所述待检测单元为电阻或MOS晶体管。

可选的，当所述待检测单元为电阻时，所述电阻的两端分别具有利用开尔文四端测试法进行测试的两个测试端。

可选的，当所述待检测单元为电阻时，所述待检测单元的材料为多晶硅、氮化钽或氮化钛。

可选的，所述测试MOS晶体管位于待检测单元的两侧或围绕待检测单元设置。

可选的，当所述测试MOS晶体管的数量为两个时，所述两个测试MOS晶体管分别位于待检测单元的两侧，且所述两个测试MOS晶体管的栅电极电学连接，所述两个测试MOS晶体管的源区电学连接，所述两个测试MOS晶体管的漏区电学连接。

可选的，所述测试MOS晶体管为输入/输出器件区的MOS晶体管。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：