晶体管的栅极电阻测量结构及晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体管的栅极电阻测量结构及晶体管的制备方法

【技术实现步骤摘要】
晶体管的栅极电阻测量结构及晶体管的制备方法


[0001]本专利技术实施例涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶体管的栅极电阻测量结构及晶体管的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着金属
‑
氧化物
‑
半导体（
Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor
，
MOS
）晶体管的尺寸逐渐减小，栅极电阻对
MOS
晶体管的性能影响逐渐增大
。
因此，在建立
MOS
晶体管模型时，需将栅极电阻的影响考虑在内
。
[0003]图1为现有技术提供的一种栅极电阻测量结构的俯视结构示意图，图2是现有技术提供的一种栅极电阻测量结构沿
A
‑
A
’
方向的剖面结构示意图
。
结合图1和图2，在现有技术提供的栅极电阻结构中，栅极
01
设置于氧化层
02
之上，在栅极
01
的两端设置有栅极接触结构
03。
通过连接设置于栅极
01
两端的栅极接触结构
03
，从而测量得到栅极电阻
。
然而，现有技术提供的栅极电阻测量结构在进行电阻测量时，测量电流的方向为在栅极中沿水平方向，而非
MOS
晶体管正常工作时栅极中的电流方向
。
其中，测量电流的流向可由图2中的虚线表示
。
因此，采用现有技术提供的栅极电阻测量结构测量
MOS
晶体管的栅极电阻，会存在一定的误差，测量结果的准确度较差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种晶体管的栅极电阻测量结构，以提高栅极电阻的测量结果的准确度
。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种晶体管的栅极电阻测量结构，包括：
[0006]衬底；
[0007]位于所述衬底一侧的有源层；
[0008]位于所述有源层远离所述衬底一侧的栅极；其中，所述栅极在所述有源层上的正投影与所述有源层部分交叠，所述栅极与所述有源层连接；
[0009]位于所述栅极远离所述有源层一侧的平坦化层；所述平坦化层设置有与所述栅极连接的栅极接触孔，以及与所述有源层连接的有源层接触孔；
[0010]第一引线结构和第二引线结构；所述第一引线结构设置于所述栅极接触孔内，与所述栅极连接；所述第二引线结构设置于所述有源层接触孔内，与所述有源层连接；通过所述第一引线结构和所述第二引线结构测量所述晶体管的栅极电阻
。
[0011]可选地，所述栅极的长度大于所述有源层的长度，所述栅极的至少一端凸出于所述有源层，定义所述栅极凸出于所述有源层的端部为第一连接端部；
[0012]所述第一引线结构与所述第一连接端部连接
。
[0013]可选地，所述第一引线结构与至少一个所述第一连接端部连接，且所述第一连接端部连接的所述第一引线结构的数量为至少一个
。
[0014]可选地，所述栅极的宽度小于所述有源层的宽度；沿所述有源层的宽度方向，在垂
直于所述栅极长度的方向上，所述有源层的至少一端凸出于所述栅极，定义所述有源层凸出于所述栅极的端部为第二连接端部；
[0015]所述第二引线结构与所述第二连接端部连接
。
[0016]可选地，所述第二引线结构与至少一个所述第二连接端部连接，且所述第二连接端部连接的所述第二引线结构的数量为至少一个
。
[0017]可选地，所述第一引线结构和所述第二引线结构的材料为钨金属材料
。
[0018]根据本专利技术的另一方面，提供了晶体管的制备方法，包括：
[0019]提供一晶圆；所述晶圆包括测量区域和非测量区域，所述测量区域用于形成如第一方面任意实施例所述的晶体管的栅极电阻测量结构，所述非测量区域用于形成结构完整的晶体管；
[0020]在所述晶圆的一侧形成有源层；
[0021]在所述有源层远离所述晶圆的一侧形成氧化层；所述氧化层暴露所述测量区域；
[0022]在所述氧化层远离所述晶圆的一侧形成栅极；其中，在所述测量区域中，所述栅极与所述有源层连接，且所述栅极在所述有源层上的正投影与所述有源层部分交叠；在所述非测量区域中，所述栅极与所述氧化层连接；
[0023]在所述栅极远离所述氧化层的一侧形成平坦化层；所述平坦化层设置有与所述栅极连接的栅极接触孔，以及与所述有源层连接的有源层接触孔；
[0024]在所述栅极接触孔内形成第一引线结构，在所述有源层接触孔内形成第二引线结构；所述第一引线结构与所述栅极连接，所述第二引线结构与所述有源层连接；通过所述第一引线结构和所述第二引线结构测量所述晶体管的栅极电阻
。
[0025]可选地，所述在所述有源层远离所述晶圆的一侧形成氧化层，包括：
[0026]在所述有源层远离所述晶圆的一侧生长整层氧化层；
[0027]对所述整层氧化层进行图形化，暴露所述测量区域的所述有源层，形成所述氧化层
。
[0028]可选地，所述在所述氧化层远离所述晶圆的一侧形成栅极之前，还包括：
[0029]对所述氧化层暴露的所述有源层进行离子注入
。
[0030]可选地，所述在所述栅极远离所述氧化层的一侧形成平坦化层，包括：
[0031]在所述栅极远离所述氧化层的一侧形成整层平坦化层；
[0032]对所述整层平坦化层进行图形化，分别形成与所述栅极连接的所述栅极接触孔以及与所述有源层连接的所述有源层接触孔；
[0033]所述第一引线结构和所述第二引线结构的形成方法，包括：
[0034]采用物理气相沉积工艺，向所述栅极接触孔内部和所述有源层接触孔内部沉积钨金属材料，直至填充的钨金属材料表面与所述平坦化层远离所述栅极一侧的表面齐平，以形成所述第一引线结构和所述第二引线结构
。
[0035]本专利技术实施例提供的晶体管的栅极电阻测量结构，通过在有源层远离衬底一侧的表面设置栅极，使栅极与有源层直接连接，测量电阻时产生的电流可直接由栅极流向有源层
。
位于栅极远离有源层一侧的平坦化层上设置有栅极接触孔和有源层接触孔，且栅极接触孔内设置有第一引线结构，有源层接触孔内设置有第二引线结构
。
其中，第一引线结构连接栅极与接触金属层中的金属线路，第二引线结构连接有源层与接触金属层中的金属线
路
。
在测量时，向第一引线结构输入电压测量信号，产生的电流由栅极流向有源层，最终由第二引线结构输出
。
因此，通过测量第一引线结构与第二引线结构之间的电流，即可计算得到接近晶体管正常工作状态时的栅极电阻，有效提高了晶体管的栅极电阻的测量准确度
。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底一侧的有源层；位于所述有源层远离所述衬底一侧的栅极；其中，所述栅极在所述有源层上的正投影与所述有源层部分交叠，所述栅极与所述有源层连接；位于所述栅极远离所述有源层一侧的平坦化层；所述平坦化层设置有与所述栅极连接的栅极接触孔，以及与所述有源层连接的有源层接触孔；第一引线结构和第二引线结构；所述第一引线结构设置于所述栅极接触孔内，与所述栅极连接；所述第二引线结构设置于所述有源层接触孔内，与所述有源层连接；通过所述第一引线结构和所述第二引线结构测量所述晶体管的栅极电阻
。2.
根据权利要求1所述的晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，所述栅极的长度大于所述有源层的长度，所述栅极的至少一端凸出于所述有源层，定义所述栅极凸出于所述有源层的端部为第一连接端部；所述第一引线结构与所述第一连接端部连接
。3.
根据权利要求2所述的晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，所述第一引线结构与至少一个所述第一连接端部连接，且所述第一连接端部连接的所述第一引线结构的数量为至少一个
。4.
根据权利要求1所述的晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，所述栅极的宽度小于所述有源层的宽度；沿所述有源层的宽度方向，在垂直于所述栅极长度的方向上，所述有源层的至少一端凸出于所述栅极，定义所述有源层凸出于所述栅极的端部为第二连接端部；所述第二引线结构与所述第二连接端部连接
。5.
根据权利要求4所述的晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，所述第二引线结构与至少一个所述第二连接端部连接，且所述第二连接端部连接的所述第二引线结构的数量为至少一个
。6.
根据权利要求1所述的晶体管的栅极电阻测量结构，其特征在于，所述第一引线结构和所述第二引线结构的材料为钨金属材料
。7.
一种晶体管的制备方法，其特征在于，包括：提供一晶圆；所述晶圆包括测量区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋辉，林曦，
申请(专利权)人：墨研计算科学南京有限公司，
类型：发明
国别省市：