專利名稱：半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)及其形成方法、測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)及其形成方法、測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
隨著以電子通訊技術(shù)為代表的現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，世界集成電路產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值以每年超過30%的速度發(fā)展，靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)作為一種重要的存儲(chǔ)器件被廣泛應(yīng)用于數(shù)字與通訊電路設(shè)計(jì)中。SRAM是邏輯電路中一種重要部件，其因?yàn)榫哂泄男?，讀取速度高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在器件的特征尺寸(CD)進(jìn)入深亞微米階段后，為了更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量以及節(jié)省芯片空間，共享接觸結(jié)構(gòu)(Share Contact)已廣泛應(yīng)用在靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)制作中。圖1為現(xiàn)有靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)部分結(jié)構(gòu)的俯視示意圖，圖2為圖1沿切割線A-B方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，圖中虛線部分表示位于介質(zhì)層(圖中為示出)，包括:晶體管10、晶體管20、晶體管30、晶體管40，其中晶體管10和晶體管20具有共同柵極101，且共同柵極101延伸至晶體管30的源區(qū)102，晶體管30和晶體管40具有共同柵極105，且共同柵極105延伸至晶體管20的漏區(qū)；位于晶體管10的源漏區(qū)上的插塞102a和103a，位于晶體管30漏區(qū)上的插塞103c ;共享接觸插塞104，一部分位于晶體管30的源區(qū)102c表面，一部分位于共同柵極101表面。在形成圖1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)后，一般要對(duì)晶體管的I/V性能進(jìn)行測(cè)試，以判斷晶體管的可靠性，以測(cè)試晶體管10的I/V性能為例，在共享接觸插塞104施加一逐漸增大的測(cè)試電壓，在漏區(qū)103a施加工作電壓，源區(qū)102a和襯底接地，測(cè)試漏區(qū)102a漏電流的大小，但是現(xiàn)有的這種測(cè)試方法測(cè)試不出圖2所示的共享接觸插塞104與共同柵極101表面形成的空洞107缺陷對(duì)晶體管性能的影響。但是這種空洞缺陷在實(shí)際使用過程中會(huì)引起器件的失效，影響器件的穩(wěn)定性。更多關(guān)于可靠性測(cè)試的方法請(qǐng)參考公開號(hào)為US2004/0104731A1的，美國專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)及其形成方法、測(cè)試方法，用于檢測(cè)共享接觸插塞的缺陷，提高器件的穩(wěn)定性。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括:半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底上至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；位于半導(dǎo)體襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面的介質(zhì)層；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩端的共享接觸插塞，所述共享接觸插塞貫穿介質(zhì)層，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)一端的表面，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底上；位于介質(zhì)層上連接?xùn)艠O結(jié)構(gòu)間相鄰共享接觸插塞的金屬互連線，未連接有金屬互連線的共享接觸插塞作為測(cè)試電壓的輸入端?？蛇x的，還包括位于柵極結(jié)構(gòu)之間半導(dǎo)體襯底內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述金屬互連線材料為鋁、銅或鎢。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括步驟:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域用于形成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域用于形成半導(dǎo)體器件；在所述第一區(qū)域表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，在第二區(qū)域表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；形成覆蓋第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層；刻蝕所述介質(zhì)層，在第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩端形成第一通孔，所述第一通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)一端表面和相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底，在第二區(qū)域形成第二通孔，所述第二通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)表面和一側(cè)的半導(dǎo)體襯底；在所述第一通孔和第二通孔填充滿金屬，形成第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞;在介質(zhì)層上形成金屬互連線，所述金屬互連線連接第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)間相鄰的第
一共享接觸插塞?？蛇x的，所述第一通孔的寬度與第二通孔的寬度相等?？蛇x的，所述第一通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度與第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度相等?？蛇x的，所述第一區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)寬度大于第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度的2倍?？蛇x的，所述第一區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)高度與第二區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)高度相
坐寸ο可選的，所述第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞形成的工藝步驟和工藝條件相同?？蛇x的，所述在第一區(qū)域和第二區(qū)域表面柵極結(jié)構(gòu)步驟之前，還包括:在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述金屬互連線的材料為鋁、銅或鎢。本發(fā)明還提供了一種采用上述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，包括:提供參考電流；提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)和具有共享接觸插塞的半導(dǎo)體器件；在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中未連接有金屬互連線的共享接觸插塞上施加測(cè)試電壓，另一未連接有金屬互連線的共享接觸插塞接地，測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流；比較半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)電流與參考電流的大小，若半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流小于參考電流，判斷半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞存在缺陷?？蛇x的，所述半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞的結(jié)構(gòu)和形成工藝步驟和條件相同。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有共享接觸插塞，共享接觸插塞通過柵極結(jié)構(gòu)和金屬互連線串聯(lián)在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞同時(shí)形成，通過測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中電流的大小，與參考電流進(jìn)行比較，從而判斷半導(dǎo)體器件中共享接觸結(jié)構(gòu)是否存在缺陷；進(jìn)一步，半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞的結(jié)構(gòu)和形成工藝步驟和條件相同，第一通孔的寬度與第二通孔的寬度相等，第一通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度與第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度相等，使形成第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞條件相同，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。


圖1為現(xiàn)有靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)部分結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖2為圖1沿切割線A-B方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法的流程示意圖；圖4 圖7為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有形成的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)作可靠性測(cè)試的過程中發(fā)現(xiàn)，在形成圖2所示的共享接觸插塞104時(shí)，由于工藝條件的原因，在共同柵極結(jié)構(gòu)101表面會(huì)產(chǎn)生空洞107缺陷，發(fā)明人采用現(xiàn)有的I/V測(cè)試方法對(duì)晶體管10進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)，晶體管10的柵極電壓和漏極電流的性能曲線不能反應(yīng)空洞107缺陷對(duì)晶體管10性能的影響，同樣對(duì)晶體管30進(jìn)行I/V測(cè)試時(shí)，晶體管30的柵極電壓和漏極電流的性能曲線不能反應(yīng)空洞107缺陷對(duì)晶體管30性能的影響，發(fā)明人根據(jù)晶體管柵極電壓和漏極電流的性能曲線認(rèn)為測(cè)試的存在空洞107缺陷的晶體管性能是沒有問題的，但是這種存在空洞107缺陷的晶體管在實(shí)際使用過程中經(jīng)常失效。發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有I/V測(cè)試方法普遍采用的為直流電壓測(cè)試，請(qǐng)參考圖1，即在共享接觸插塞104施加的為逐漸增大的直流電壓，直流電源通過共同柵極結(jié)構(gòu)101施加在晶體管10的溝道區(qū)，即使共享接觸插塞104與共同柵極結(jié)構(gòu)101接觸的表面存在空洞107缺陷，形成高阻抗，一定時(shí)間后共同柵極結(jié)構(gòu)101仍能得到足夠大的電壓使晶體管10正常工作，在漏區(qū)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的漏電流，晶體管10不存在問題。而在實(shí)際的使用過程中，共享接觸插塞104施加交流電壓時(shí)，空洞107缺陷形成的高阻抗對(duì)交流電壓影響較大，使晶體管不能正常工作，導(dǎo)致晶體管失效，影響器件的穩(wěn)定性。為解決上述問題，發(fā)明人提出了一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括:半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底上至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；位于半導(dǎo)體襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面的介質(zhì)層；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩端的共享接觸插塞，所述共享接觸插塞貫穿介質(zhì)層，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)一端的表面，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底上；位于介質(zhì)層上連接?xùn)艠O結(jié)構(gòu)間相鄰共享接觸插塞的金屬互連線，未連接有金屬線的共享接觸插塞作為測(cè)試電壓的輸入端。共享接觸插塞通過柵極結(jié)構(gòu)和金屬互連線串聯(lián)在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中，通過測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中電流的大小，判斷共享接觸插塞是否存在缺陷，共享接觸插塞存在缺陷的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的電流小于不存在缺陷的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)。形成上述測(cè)試結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域用于形成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域用于形成半導(dǎo)體器件；在所述第一區(qū)域表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，在第二區(qū)域表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；形成覆蓋第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層；刻蝕所述介質(zhì)層，在第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩端形成第一通孔，所述第一通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)一端表面和相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底，在第二區(qū)域形成第二通孔，所述第二通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)表面和一側(cè)的半導(dǎo)體襯底；在所述第一通孔和第二通孔填充滿金屬，形成第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞；在介質(zhì)層上形成金屬互連線，所述金屬互連線連接第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)間相連的第一共享接觸插塞。半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞同時(shí)形成，半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞的結(jié)構(gòu)和形成工藝步驟和條件相同，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中形成的共享接觸插塞能夠反映半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞形成情況。應(yīng)用上述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的方法，包括:提供參考電流；提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)和具有共享接觸插塞的半導(dǎo)體器件；在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中未連接有金屬互連線的共享接觸插塞上施加測(cè)試電壓，另一未連接有金屬互連線的共享接觸插塞接地，測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流；比較半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)電流與參考電流的大小，若半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流小于參考電流，判斷半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞存下缺陷。應(yīng)用半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的方法，用于判斷半導(dǎo)體器件中共享接觸插塞是否存在缺陷，提高器件的穩(wěn)定性。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法的流程示意圖，包括:步驟S201，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域用于形成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域用于形成半導(dǎo)體器件；步驟S202，在所述第一區(qū)域表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，在第二區(qū)域表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；步驟S203，形成覆蓋第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層；步驟S204，刻蝕所述介質(zhì)層，在第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩端形成第一通孔，所述第一通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)一端表面和相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底，在第二區(qū)域形成第二通孔，所述第二通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)表面和一側(cè)的半導(dǎo)體襯底；步驟S205，在所述第一通孔和第二通孔填充滿金屬，形成第一共享接觸插塞和第
二共享接觸插塞；步驟S206，在介質(zhì)層上形成金屬互連線，所述金屬互連線連接第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)間相鄰的第一共享接觸插塞。圖4 圖7為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖4，提供半導(dǎo)體襯底300，所述半導(dǎo)體襯底300包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域2，所述第一區(qū)域I用于形成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域2用于形成半導(dǎo)體器件；在所述第一區(qū)域I表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)301，在第二區(qū)域2表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)302。所述半導(dǎo)體襯底300的材料可以為單晶硅(Si)、單晶鍺(Ge)、或硅鍺(GeSi)、碳化硅(SiC);也可以是絕緣體上硅(S0I)，絕緣體上鍺(GOI);或者還可以為其它的材料，例如砷化鎵等II1-V族化合物。在形成柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)302之前，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)300還形成有隔離結(jié)構(gòu)304，所述隔離結(jié)構(gòu)304 —部分位于第一區(qū)域I中后續(xù)形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)301的底部的半導(dǎo)體襯底300內(nèi)，在采用本發(fā)明形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)301上存在測(cè)試電壓，測(cè)試電壓使得柵極結(jié)構(gòu)301底部的溝道導(dǎo)通，在柵極結(jié)構(gòu)301兩端的半導(dǎo)體襯底300內(nèi)產(chǎn)生漏電流，在柵極結(jié)構(gòu)底部形成的隔離結(jié)構(gòu)304能防止漏電流的產(chǎn)生，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性；一部分位于第一區(qū)域I和第二區(qū)域2之間用于隔離半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體器件。在具體的實(shí)施例中所述隔離結(jié)構(gòu)301為淺溝道隔離(STI)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)301之間的半導(dǎo)體襯底300內(nèi)形成有隔離結(jié)構(gòu)，用于隔離后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)301兩端的第一共享接觸插塞，防止在測(cè)試時(shí)第一共享接觸插塞之間在半導(dǎo)體襯底300表面存在漏電流，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。所述第一區(qū)域I用于相成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，在所述第一區(qū)域I表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)301，所述柵極結(jié)構(gòu)301的個(gè)數(shù)跟本發(fā)明形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的長度相關(guān)，所述柵極結(jié)構(gòu)301的個(gè)數(shù)范圍為2 50000，本實(shí)施例中所述柵極結(jié)構(gòu)301為兩個(gè)；第二區(qū)域2用于形成半導(dǎo)體器件，第二區(qū)域2表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)302，本發(fā)明實(shí)施例中所述第二區(qū)域2表面形成一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)302，在實(shí)際芯片的生產(chǎn)過程中，在第二區(qū)域2半導(dǎo)體襯底300上形成的半導(dǎo)體器件個(gè)數(shù)成千上萬，為了更方便和清楚的闡述本發(fā)明的意圖，本發(fā)明實(shí)施例中僅以在第二區(qū)域2表面形成一個(gè)半導(dǎo)體器件為例，并非對(duì)本發(fā)明的限制。所述柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)302包括位于半導(dǎo)體襯底300上的柵介質(zhì)層(圖中未示出)、位于柵介質(zhì)層上的柵電極(圖中未示出)和位于柵電極表面的金屬硅化物(圖中未示出)。所述柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)302形成的工藝條件相同，柵極結(jié)構(gòu)301的高度等于柵極結(jié)構(gòu)302的高度，在后續(xù)形成在第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)301兩端形成第一共享接觸插塞和在第二區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)302上形成第二共享接觸插塞通孔時(shí)，柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)302的高度不會(huì)對(duì)接觸插塞的形成產(chǎn)生影響，使得形成的第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞時(shí)柵極結(jié)構(gòu)的高度條件一致，使半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一共享接觸插塞反映半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞的形成情況，在采用本發(fā)明形成的測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果更能準(zhǔn)確的反映半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞有無缺陷，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。為了使后續(xù)在柵極結(jié)構(gòu)301兩端形成的第一通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度與和第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)302表面的寬度相等，柵極結(jié)構(gòu)301的寬度大于后續(xù)形成的第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)302表面的寬度的2倍，柵極結(jié)構(gòu)301的寬度小于或等于后續(xù)形成的第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)302表面的寬度的2倍時(shí)，在柵極結(jié)構(gòu)301兩端形成第一通孔時(shí)，將使得柵極結(jié)構(gòu)301兩端形成的第一通孔之間貫通，不滿足工藝的要求。
所述柵極結(jié)構(gòu)302兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)還形成有源漏摻雜區(qū)(圖中為示出)，而柵極結(jié)構(gòu)301兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)不形成源漏摻雜區(qū)，防止進(jìn)行測(cè)試時(shí)，柵極結(jié)構(gòu)301施加電壓使得源漏摻雜區(qū)之間導(dǎo)通，影響測(cè)試結(jié)果，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。參考圖5，形成覆蓋第一區(qū)1、第二區(qū)域2、柵極結(jié)構(gòu)301和柵極結(jié)構(gòu)302的介質(zhì)層305 ;刻蝕所述介質(zhì)層305，在第一區(qū)域I的柵極結(jié)構(gòu)301兩端形成位于柵極結(jié)構(gòu)301左端的第一通孔306和位于柵極結(jié)構(gòu)301右端的第一通孔307，所述第一通孔306暴露柵極結(jié)構(gòu)301左端的部分表面和柵極結(jié)構(gòu)301左側(cè)的半導(dǎo)體襯底300，所述第一通孔307暴露柵極結(jié)構(gòu)301右端的部分表面和柵極結(jié)構(gòu)301右側(cè)的半導(dǎo)體襯底300，在第二區(qū)域2形成第二通孔308，所述第二通孔308暴露柵極結(jié)構(gòu)302表面和一側(cè)的半導(dǎo)體襯底300。所述第二通孔308暴露柵極結(jié)構(gòu)302的部分表面或者全部表面，本實(shí)施例中所述第二通孔308暴露柵極結(jié)構(gòu)302的全部表面。所述第一通孔306和第一通孔307的寬度與第二通孔308的寬度相等，所述寬度指通孔沿平行與襯底方向的最大寬度，所述第一通孔306露出的柵極結(jié)構(gòu)301表面的寬度與第二通孔308露出的柵極結(jié)構(gòu)302表面的寬度相等，第一通孔307露出的柵極結(jié)構(gòu)301表面的寬度與第二通孔308露出的柵極結(jié)構(gòu)302表面的寬度相等，后續(xù)在第一通孔306、第一通孔307和第二通孔308形成第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞時(shí)，第一通孔306、第一通孔307和第二通孔308的底部和側(cè)壁的條件一致，使的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一共享接觸插塞反映半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞的形成情況，在采用本發(fā)明形成的測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果更能準(zhǔn)確的反映半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞有無缺陷，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。一并參考圖5和圖6,在所述第一通孔306、第一通孔307和第二通孔308內(nèi)填充滿金屬，形成位于柵極結(jié)構(gòu)301左端的第一共享接觸插塞306a、位于柵極結(jié)構(gòu)301右端的第一共享接觸插塞307a和柵極結(jié)構(gòu)302表面的第二共享接觸插塞308a。所述填充滿金屬的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝或電鍍工藝，填充滿金屬后，對(duì)所述金屬進(jìn)行平坦化工藝，使第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a和第二共享接觸插塞308a的表面與介質(zhì)層305的表面平齊。所述第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a和第二共享接觸插塞308a形成的工藝步驟和工藝條件相同，使的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a反映半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞308a的形成情況，即形成的第二共享接觸插塞308a有缺陷的話，形成的第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a會(huì)有相同的缺陷。參考圖7，在介質(zhì)層305上形成金屬互連線309，所述金屬互連線309連接第一區(qū)域I中柵極結(jié)構(gòu)301之間相鄰的第一共享接觸插塞306a和第一共享接觸插塞307a。所述金屬互連線309的材料為鋁、銅或鎢。在第一區(qū)域I形成金屬互連線309的同時(shí)在第二區(qū)域2的也可以形成金屬互連線。上述方法形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)為第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a、柵極結(jié)構(gòu)301和金屬互連線309組成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，具體請(qǐng)參考圖7，包括:半導(dǎo)體襯底300 ;位于半導(dǎo)體襯底300上兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)301 ;位于半導(dǎo)體襯底300和柵極結(jié)構(gòu)301表面的介質(zhì)層305 ;位于所述柵極結(jié)構(gòu)301左端的第一共享接觸插塞306a和右端的第一共享接觸插塞307a，所述第一共享接觸插塞306a貫穿介質(zhì)層305 —部分位于柵極結(jié)構(gòu)301左端的表面，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)301左側(cè)的半導(dǎo)體襯底300上，所述第一共享接觸插塞307a貫穿介質(zhì)層305 —部分位于柵極結(jié)構(gòu)301右端的表面,一部分位于柵極結(jié)構(gòu)301右側(cè)的半導(dǎo)體襯底300上；位于介質(zhì)層301上連接?xùn)艠O結(jié)構(gòu)301間相鄰第一共享接觸插塞306a和第一共享接觸插塞307a的金屬互連線309，未連接有金屬互連線的第一共享接觸插塞306a或第一共享接觸插塞307a作為測(cè)試電壓的輸入端。參考圖7，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法，包括:提供參考電流，所述參考電流的通過實(shí)驗(yàn)方法獲得，在半導(dǎo)體襯底上形成多個(gè)實(shí)驗(yàn)半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述實(shí)驗(yàn)半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)與上述方法形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)相同，且工藝步驟和工藝條件完全一樣，并且沒有缺陷，在形成的多個(gè)實(shí)驗(yàn)半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)分別施加測(cè)試電壓，得到多個(gè)測(cè)試電流，計(jì)算多個(gè)測(cè)試電流的平均值作為參考電流；在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中未連接有金屬互連線309的第一共享接觸插塞307a上施加與獲得參考電流時(shí)相同的測(cè)試電壓，另一未連接有金屬互連線309的第一共享接觸插塞306a接地，測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流；比較半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流與參考電流的大小，若半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流小于參考電流，則判斷半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞308a存在缺陷。由于半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體器件同時(shí)形成，且形成條件相同，當(dāng)形成半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞308a存在如圖2所述的空洞107缺陷時(shí)，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a也會(huì)形成相同的缺陷，由于現(xiàn)有半導(dǎo)體器件為分立的，現(xiàn)有的I/V測(cè)試方法無法檢測(cè)出空洞107缺陷對(duì)半導(dǎo)體器件的影響，而本發(fā)明形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)為鏈?zhǔn)降?，第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a是串聯(lián)在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中，在第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a中形成空洞107缺陷時(shí)，空洞107為一個(gè)高阻抗，等于增大了串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電阻，因此在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)兩端施加測(cè)試電壓時(shí)，測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流會(huì)減小，因此可以判斷半導(dǎo)體器件的第二共享接觸插塞308a存在缺陷。本發(fā)明實(shí)施例中形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的為2個(gè)第一共享接觸插塞306a、2個(gè)第一共享接觸插塞307a、2個(gè)柵極結(jié)構(gòu)301和I個(gè)金屬互連線309組成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，電阻很小，在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)兩端施加測(cè)試電壓時(shí)，即使第一共享接觸插塞306a、第一共享接觸插塞307a中存在空洞缺陷，存在缺陷的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流與不存在缺陷的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)相比變化很小，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中所述柵極結(jié)構(gòu)301的個(gè)數(shù)N大于2，則所述第一共享接觸插塞306a個(gè)數(shù)N，所述第一共享接觸插塞307a的個(gè)數(shù)N，所述金屬互連線309的個(gè)數(shù)N-1，當(dāng)存在缺陷時(shí)，使得測(cè)試結(jié)構(gòu)中的測(cè)試電流減小幅度增大，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。綜上，本發(fā)明實(shí)施例形成的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，具有共享接觸插塞，共享接觸插塞通過柵極結(jié)構(gòu)和金屬互連線串聯(lián)在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞同時(shí)形成，通過測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中電流的大小，與參考電流進(jìn)行比較，從而判斷半導(dǎo)體器件中共享接觸結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體襯底； 位于半導(dǎo)體襯底上至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)； 位于半導(dǎo)體襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面的介質(zhì)層； 位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩端共享接觸插塞，所述共享接觸插塞貫穿介質(zhì)層，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)一端的表面，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底上； 位于介質(zhì)層上連接?xùn)艠O結(jié) 構(gòu)間相鄰共享接觸插塞的金屬互連線，未連接有金屬互連線的共享接觸插塞作為測(cè)試電壓的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括位于柵極結(jié)構(gòu)底部的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連線材料為鋁、銅或鎢。
4.一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括步驟: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域用于形成半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域用于形成半導(dǎo)體器件； 在所述第一區(qū)域表面形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，在第二區(qū)域表面形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)； 形成覆蓋第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層； 刻蝕所述介質(zhì)層，在第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩端形成第一通孔，所述第一通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)一端表面和相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底，在第二區(qū)域形成第二通孔，所述第二通孔暴露柵極結(jié)構(gòu)表面和一側(cè)的半導(dǎo)體襯底； 在所述第一通孔和第二通孔填充滿金屬，形成第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞； 在介質(zhì)層上形成金屬互連線，所述金屬互連線連接第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)間相鄰的第一共享接觸插塞。
5.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一通孔的寬度與第二通孔的寬度相等。
6.如權(quán)利要求5所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度與第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度相等。
7.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)寬度大于第二通孔露出的柵極結(jié)構(gòu)表面的寬度的2倍。
8.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)高度與第二區(qū)域表面的柵極結(jié)構(gòu)高度相等。
9.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一共享接觸插塞和第二共享接觸插塞形成的工藝步驟和工藝條件相同。
10.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述在第一區(qū)域和第二區(qū)域表面柵極結(jié)構(gòu)步驟之前，還包括:在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬互連線的材料為招、銅或鶴。
12.—種采用如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，包括: 提供參考電流； 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)和具有共享接觸插塞的半導(dǎo)體器件； 在半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中未連接有金屬互連線的共享接觸插塞上施加測(cè)試電壓，另一未連接有金屬互連線的共享接觸插塞接地，測(cè)試半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流； 比較半導(dǎo)體測(cè)試結(jié) 構(gòu)電流與參考電流的大小，若半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的電流小于參考電流，判斷半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞存在缺陷。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞與半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)中的共享接觸插塞的結(jié)構(gòu)和形成工藝步驟和條件相同。
全文摘要
一種半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底上至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；位于半導(dǎo)體襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面的介質(zhì)層；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩端的共享接觸插塞，所述共享接觸插塞貫穿介質(zhì)層一部分位于柵極結(jié)構(gòu)一端的表面，一部分位于柵極結(jié)構(gòu)相應(yīng)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底上；位于介質(zhì)層上連接?xùn)艠O結(jié)構(gòu)間相鄰共享接觸插塞的金屬互連線，未連接有金屬互連線的共享接觸插塞作為測(cè)試電壓的輸入端。本發(fā)明的半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)構(gòu)能測(cè)試半導(dǎo)體器件中的共享接觸插塞是否存在缺陷。
文檔編號(hào)H01L23/544GK103107163SQ201110357890
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者秋艷鵬, 王立, 李彥勛, 黃曉輝 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司