栅氧完整性测试结构的制作方法

专利2025-03-05  24


本发明涉及半导体,特别涉及一种栅氧完整性测试结构。


背景技术:

1、在半导体领域,栅氧完整性(gate oxide integrity,goi)测试是验证栅氧化层质量的常用测试方法,可用于检测栅氧化层中是否存在缺陷,防止栅氧化层缺陷造成器件可靠性下降,通常需要再在晶圆上形成专门的栅氧完整性测试结构。

2、针对栅氧完整性测试异常的样品,需要进行失效分析,找到栅氧完整性失效的根本原因从而进行工艺优化。由于栅氧完整性测试结构的面积大,需要先进行电性测试对失效点进行定位,即热点分析;然后针对热点位置进行去层,找到失效点后再进行截面切割制备截面样品,再通过扫描电镜观察和元素分析获取栅氧完整性失效的根本原因。

3、但是,若不能准确地定位失效点位置,在制作截面样品时,很容易错过实际的失效位置,影响分析效率。


技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种栅氧完整性测试结构,可以准确地定位失效点位置,提高失效分析效率,适用范围广且制程可实现性强。

2、为了实现上述目的,本发明提供的栅氧完整性测试结构包括形成于基底内的有源区以及在所述基底上自下而上堆叠的栅氧化层、栅电极和定位结构;所述定位结构位于所述栅电极上方的第一金属层中,所述定位结构包括阵列排布的多个定位单元,每个所述定位单元中的标记图形对每个所述定位单元进行独立标号,所述定位结构利用所述定位单元对所述栅氧化层中的失效点位置进行定位。

3、可选的,每个所述定位单元包括多个第一标记图形、至少一个第二标记图形和至少一个第三标记图形;针对一个所述定位单元,多个所述第一标记图形排成一行,所述第二标记图形和所述第三标记图形设置在多个所述第一标记图形的侧边,利用所述第二标记图形的数量以及所述第二标记图形与多个所述第一标记图形的位置关系来标记所述定位单元在所述定位结构中的行数,利用所述第三标记图形的数量以及所述第三标记图形与多个所述第一标记图形的位置关系来标记所述定位单元在所述定位结构中的列数,多个所述第一标记图形还用于对所述失效点在所述定位单元所在区域内的位置进行标记。

4、可选的,一个所述定位单元中,所述第二标记图形设置在多个所述第一标记图形的一侧,所述第三标记图形设置在多个所述第一标记图形的另一侧。

5、可选的,所述第二标记图形和所述第三标记图形的形状相同或不同。

6、可选的,所述第一标记图形为长方形,所述第二标记图形和所述第三标记图形均为正方形或圆形中的一种。

7、可选的,所有所述定位单元中所述第一标记图形的数量均为k;针对一个所述定位单元,所述第二标记图形的数量为一个且所述第二标记图形位于第i个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第i行的定位单元;针对一个所述定位单元,所述第二标记图形的数量为两个、一个所述第二标记图形位于第i个所述第一标记图形的侧边且另一个所述第二标记图形位于第j个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第i+j行的定位单元;k为大于等于2的正整数,i和j均为小于等于k的正整数。

8、可选的,针对一个所述定位单元,所述第三标记图形的数量为一个且所述第三标记图形位于第m个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第m列的定位单元;针对一个所述定位单元,所述第三标记图形的数量为两个、一个所述第三标记图形位于第m个所述第一标记图形的侧边且另一个所述第三标记图形位于第n个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第m+n列的定位单元;m和n均为小于等于k的正整数。

9、可选的,所述有源区为整块状或由多个隔离结构分隔为多个条状有源区;所述栅电极为整块状,或者,所述栅电极包括多个条状栅极。

10、可选的,通过二分法排布所述定位结构的多个所述定位单元。

11、可选的,所述定位结构与所述栅电极之间以及所述定位结构与所述基底之间均通过介质层隔离。

12、本发明提供的栅氧完整性测试结构包括形成于基底内的有源区以及在所述基底上自下而上堆叠的栅氧化层、栅电极和定位结构,所述定位结构位于所述栅电极上方的第一金属层中,所述定位结构包括阵列排布的多个定位单元,每个所述定位单元中的标记图形对每个所述定位单元进行独立标号,所述定位结构利用所述定位单元对所述栅氧化层中的失效点位置进行定位。本申请中,定位结构的每个定位单元中的标记图形对每个定位单元进行独立标号,利用所述定位结构可以准确地定位栅氧化层的失效点位置,可以提高失效分析效率,且定位结构形成在第一金属层中使得定位结构中定位单元的设置位置不受到有源区图形和栅电极图形的限制,这样扩大了栅氧完整性测试结构的适用范围且制程可实现性强。



技术特征:

1.一种栅氧完整性测试结构,其特征在于,包括形成于基底内的有源区以及在所述基底上自下而上堆叠的栅氧化层、栅电极和定位结构;所述定位结构位于所述栅电极上方的第一金属层中,所述定位结构包括阵列排布的多个定位单元,每个所述定位单元中的标记图形对每个所述定位单元进行独立标号,所述定位结构利用所述定位单元对所述栅氧化层中的失效点位置进行定位。

2.如权利要求1所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,每个所述定位单元包括多个第一标记图形、至少一个第二标记图形和至少一个第三标记图形;针对一个所述定位单元,多个所述第一标记图形排成一行,所述第二标记图形和所述第三标记图形设置在多个所述第一标记图形的侧边,利用所述第二标记图形的数量以及所述第二标记图形与多个所述第一标记图形的位置关系来标记所述定位单元在所述定位结构中的行数,利用所述第三标记图形的数量以及所述第三标记图形与多个所述第一标记图形的位置关系来标记所述定位单元在所述定位结构中的列数,多个所述第一标记图形还用于对所述失效点在所述定位单元所在区域内的位置进行标记。

3.如权利要求2所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,一个所述定位单元中,所述第二标记图形设置在多个所述第一标记图形的一侧,所述第三标记图形设置在多个所述第一标记图形的另一侧。

4.如权利要求3所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,所述第二标记图形和所述第三标记图形的形状相同或不同。

5.如权利要求3所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,所述第一标记图形为长方形,所述第二标记图形和所述第三标记图形均为正方形或圆形中的一种。

6.如权利要求2所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,所有所述定位单元中所述第一标记图形的数量均为k;针对一个所述定位单元,所述第二标记图形的数量为一个且所述第二标记图形位于第i个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第i行的定位单元;针对一个所述定位单元,所述第二标记图形的数量为两个、一个所述第二标记图形位于第i个所述第一标记图形的侧边且另一个所述第二标记图形位于第j个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第i+j行的定位单元;k为大于等于2的正整数,i和j均为小于等于k的正整数。

7.如权利要求6所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,针对一个所述定位单元,所述第三标记图形的数量为一个且所述第三标记图形位于第m个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第m列的定位单元;针对一个所述定位单元,所述第三标记图形的数量为两个、一个所述第三标记图形位于第m个所述第一标记图形的侧边且另一个所述第三标记图形位于第n个所述第一标记图形的侧边时,表示所述定位单元为第m+n列的定位单元;m和n均为小于等于k的正整数。

8.如权利要求1至7中任一项所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,所述有源区为整块状或由多个隔离结构分隔为多个条状有源区;所述栅电极为整块状,或者,所述栅电极包括多个条状栅极。

9.如权利要求1至7中任一项所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,通过二分法排布所述定位结构的多个所述定位单元。

10.如权利要求1至7中任一项所述的栅氧完整性测试结构,其特征在于,所述定位结构与所述栅电极之间以及所述定位结构与所述基底之间均通过介质层隔离。


技术总结
本发明提供一种栅氧完整性测试结构。所述栅氧完整性测试结构包括形成于基底内的有源区以及在基底上自下而上堆叠的栅氧化层、栅电极和定位结构;定位结构位于栅电极上方的第一金属层中,定位结构包括阵列排布的多个定位单元,每个定位单元中的标记图形对每个定位单元进行独立标号,定位结构利用定位单元对栅氧化层中的失效点位置进行定位。如此栅氧完整性测试结构可以准确地定位失效点位置,提高失效分析效率,适用范围广且制程可实现性强。

技术研发人员:郭彬
受保护的技术使用者:荣芯半导体(宁波)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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