Mos管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,簡(jiǎn)稱MOS管)，包括柵氧化層、源極(Source)、漏極(Drain)、柵極(Gate)和襯底，MOS管的柵極通常采用多晶硅結(jié)構(gòu)，即多晶硅柵，源極和漏極位于多晶硅柵的兩側(cè)。
[0003]當(dāng)MOS管導(dǎo)通時(shí)，其電流經(jīng)多晶硅柵下方的溝道從漏極流向源極(或從源極流向漏極)，溝道是MOS管的導(dǎo)電通道，其區(qū)域位于多晶硅柵與有源區(qū)的重疊區(qū)域。溝道長(zhǎng)度特指MOS管的源極到漏極的距離，當(dāng)不考慮多晶硅柵的制作工藝偏差，以及不考慮源極和漏極的橫向擴(kuò)散時(shí)，MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度等于多晶硅柵的預(yù)設(shè)寬度。但是在實(shí)踐工藝中，總會(huì)存在多晶硅柵的制作工藝偏差，導(dǎo)致多晶硅柵的實(shí)際寬度與多晶硅柵的預(yù)設(shè)寬度不相等，以及源極和漏極的橫向擴(kuò)散，導(dǎo)致MOS管的源極到漏極的距離與多晶硅柵的預(yù)設(shè)寬度不相等，這些都導(dǎo)致MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度不等于MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)通常采取解剖、測(cè)量半導(dǎo)體器件剖面結(jié)構(gòu)的尺寸，從而測(cè)算出MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，這種通過物理測(cè)量的方法存在一定的誤差，導(dǎo)致測(cè)量的精確度比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法及裝置，以提供MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)量精確度。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是提供一種MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法，包括:
[0007]分別獲取第一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同類型，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的工藝流程相同；
[0008]依據(jù)所述第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和所述第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值獲得溝道長(zhǎng)度偏差值；
[0009]依據(jù)所述溝道長(zhǎng)度偏差值獲得所述第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度和所述第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試裝置，包括:
[0011]最大跨導(dǎo)值獲取模塊，用于分別獲取第一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同類型，所述第一MOS管和所述第二 MOS管的工藝流程相同；
[0012]計(jì)算模塊，用于依據(jù)所述第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和所述第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值獲得溝道長(zhǎng)度偏差值；依據(jù)所述溝道長(zhǎng)度偏差值獲得所述第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度和所述第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供的MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法及裝置，選用同類型且工藝流程一樣的兩個(gè)MOS管，依據(jù)MOS管的最大跨導(dǎo)值與MOS管的實(shí)際溝道寬度成正比、與MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度成反比，將第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值相比計(jì)算出溝道長(zhǎng)度偏差值，再通過溝道長(zhǎng)度偏差值計(jì)算MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，不需要物理測(cè)試方法便能測(cè)試出MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，提高了對(duì)MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度測(cè)量的精確度。
【附圖說明】
[0014]圖1為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的平面示意圖；
[0015]圖2為為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管沿溝道長(zhǎng)度方向的剖面示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法流程圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的平面示意圖；圖2為為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管沿溝道長(zhǎng)度方向的剖面示意圖。圖1所示是MOS管的平面示意圖，MOS管包括襯底21、多晶硅柵22、有源區(qū)23、溝道寬度W等于有源區(qū)23的長(zhǎng)度，溝道長(zhǎng)度L等于多晶硅柵22的寬度；圖2所示是MOS管沿溝道長(zhǎng)度方向的剖面示意圖，MOS管包括場(chǎng)氧化層
16、源極31、柵氧化層33、實(shí)際形成的多晶硅柵22、漏極32和襯底21，虛線部分34表示預(yù)設(shè)的多晶硅柵，LI表示MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度，L表示MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度(源極31到漏極32的距離)，可見MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度和MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度存在一定的偏差。
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的測(cè)試方法流程圖。本發(fā)明實(shí)施例采用電參數(shù)測(cè)試方法，不需要通過物理測(cè)量的方法便能測(cè)試出MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，具體的測(cè)試步驟如下:
[0021]步驟S101、分別獲取第一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二MOS管的最大跨導(dǎo)值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同類型，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的工藝流程相同；
[0022]本發(fā)明實(shí)施例選用兩個(gè)MOS管，該兩個(gè)MOS管同為N溝道MOS管或同為P溝道MOS管，且該兩個(gè)MOS管的工藝流程一樣。模擬電子技術(shù)學(xué)科中介紹過MOS管的跨導(dǎo)是反映MOS管的柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力的一項(xiàng)參數(shù)，是MOS管在某預(yù)設(shè)漏源電壓時(shí)以柵源電壓為橫軸、漏極電流為縱軸的電特性曲線的斜率。當(dāng)柵源電壓剛好使MOS管開啟時(shí)，其跨導(dǎo)值最大，稱之為最大跨導(dǎo)。本發(fā)明實(shí)施例通過第一 MOS管的電特性曲線和第二 MOS管的電特性曲線分別獲取第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值。
[0023]步驟S102、依據(jù)所述第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和所述第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值獲得溝道長(zhǎng)度偏差值；
[0024]具體為依據(jù)公式(I)計(jì)算所述溝道長(zhǎng)度偏差值:
[0025]y = (W2*L1*G1-W1*L2*G2)/(W2*G1_W1*G2) (I)
[0026]其中，W2表示所述第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度，LI表示所述第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度，Gl表示所述第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值，Wl表示所述第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度，L2表示所述第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度，G2表示所述第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值。
[0027]根據(jù)模擬電子技術(shù)學(xué)科可知，第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值與第一 MOS管的實(shí)際溝道寬度成正比、與第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度成反比，第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值與第二 MOS管的實(shí)際溝道寬度成正比、與第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度成反比，此處假設(shè)，第一 MOS管的實(shí)際溝道寬度與第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度不存在偏差，第二 MOS管的實(shí)際溝道寬度與第二MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度不存在偏差。
[0028]若第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值表不為Gl,第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度表不為Wl,第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度表示為L(zhǎng)I，第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度與第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的溝道長(zhǎng)度偏差值為y，第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值Gl = x*ffl/(Ll-y)，x表示常數(shù)項(xiàng)。
[0029]同理，第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值表示為G2，第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道寬度表示為W2，第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度表示為L(zhǎng)2，由于兩個(gè)MOS管同為N溝道MOS管或同為P溝道MOS管，且該兩個(gè)MOS管的工藝流程一樣，所以第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度與第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度的溝道長(zhǎng)度偏差值也是y，第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值G2 = x*W2/(L2-y)，由于第一MOS管和第二 MOS管是同類型且工藝流程一樣的兩個(gè)MOS管，所以常數(shù)項(xiàng)X相同。
[0030]通過Gl = x*Wl/(Ll-y)和G2 = x*W2/ (L2_y)相比很容易計(jì)算出y，具體的y =(W2*L1*G1-W1*L2*G2)/(W2*G1_W1*G2)。
[0031]步驟S103、依據(jù)所述溝道長(zhǎng)度偏差值獲得所述第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度和所述第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度。
[0032]所述第一 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度等于所述第一 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度LI減去所述溝道長(zhǎng)度偏差值y，所述第二 MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度等于所述第二 MOS管的預(yù)設(shè)溝道長(zhǎng)度L2減去所述溝道長(zhǎng)度偏差值y。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例選用同類型且工藝流程一樣的兩個(gè)MOS管，依據(jù)MOS管的最大跨導(dǎo)值與MOS管的實(shí)際溝道寬度成正比、與MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度成反比，將第一 MOS管的最大跨導(dǎo)值和第二 MOS管的最大跨導(dǎo)值相比計(jì)算出溝道長(zhǎng)度偏差值，再通過溝道長(zhǎng)度偏差值計(jì)算MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，不需要物理測(cè)試方法便能測(cè)試出MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度，提高了對(duì)MOS管的實(shí)際溝道長(zhǎng)度測(cè)量的精