CN101345233B - 浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构及监测方法，所述测试结构包括有源区以及形成于有源区上层的多晶硅，所述有源区和多晶硅上分别设有通孔，以引出金属线，所述有源区采用弯曲的结构，以产生多个浅沟槽隔离转角。所述监测方法通过监控有源区的浅沟槽隔离转角处，有源区和多晶硅之间的击穿电压以判断浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应。采用本发明的测试结构及监测方法，可方便地判断出浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应，以便采取相应的措施来避免栅极氧化层的击穿，进而提高整个半导体工艺的可靠性。

Description

浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构及监测方法
技术领域
本发明涉及半导体的测试工艺，具体的说，是一种用于监测浅沟槽隔离工艺中库伊效应的结构和方法。
背景技术
现有技术中，浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolate，STI)技术已被广泛地应用于隔离的工艺中。在做STI刻蚀之前，会先在硅底材上面生长一层热氧化层(thermal oxide)，然后沉积一层氮化硅作为STI化学机械研磨(CMP)的停止层。STI刻蚀以后为消除刻蚀造成的损害、降低后续STI氯化物(HDP)沉积的损害、释放其应力，会高温生成一层热氧化层。在这步高温的工艺下，在STI转角区域，氮会穿过下面的热氧化层到达硅底层，在硅底层表面形成一层不容易去除的物质(例如，氮氧化硅)。这层物质不能在后续的工艺中有效的去除，导致最终生长栅极氧化层(gate oxide)的时候，在STI转角区域栅极氧化层会比较薄，从而更容易击穿。上述现象被称为库伊效应(Kooi Effect)，在硅的局部氧化(LOCOS)工艺中经常遇到，因此需要一种测试结构及方法来监控库伊效应，以防止在浅沟槽隔离工艺中出现栅极氧化层的击穿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构及监测方法，其能够监控浅沟槽隔离工艺中浅沟槽隔离转角处的库伊效应。
为达到上述目的，本发明提供一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构，所述测试结构包括有源区以及形成于有源区上层的多晶硅，所述有源区和多晶硅上分别设有通孔，以引出金属线，所述有源区采用弯曲的结构，以产生多个浅沟槽隔离转角。
根据本发明所述的测试结构，其中，所述有源区宽度采用最小设计准则。
根据本发明所述的测试结构，其中，监控所述有源区的浅沟槽隔离转角处，有源区和多晶硅之间的击穿电压(breakdown voltage)以判断所述浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应。
本发明还提供一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的监测方法，用于监测一浅沟槽隔离结构是否产生库伊效应，所述浅沟槽隔离结构包括有源区以及形成于有源区上层的多晶硅，所述有源区和多晶硅上分别设有通孔，以引出金属线，所述有源区为弯曲结构，具有多个浅沟槽隔离转角，所述监测方法通过监控所述有源区的浅沟槽隔离转角处，有源区和多晶硅之间的击穿电压以判断所述浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应。
具体的，当某一浅沟槽隔离转角处测得的击穿电压明显低于其它浅沟槽隔离转角处的击穿电压时，判断该浅沟槽隔离转角处产生了库伊效应。
本发明的测试结构以及监测方法通过监控所述有源区的浅沟槽隔离转角处的击穿电压以判断所述浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应，以便采取相应的措施来避免栅极氧化层的击穿，从而提高整个半导体工艺的可靠性。
附图说明
通过以下对本发明的一个较佳实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：
图1为本发明的浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构的局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本发明的一个较佳实施方式。
如图1所示，本发明的测试结构包括下层的有源区1和上层的多晶硅2，该有源区1和多晶硅2的一侧分别设有通孔3，所述通孔3中引出金属线(未图示)，该有源区1采用弯曲的结构(例如图中所示的类似方波的形状)，以产生多个浅沟槽隔离转角10。其中，所述有源区1的宽度采用最小设计准则。
采用本发明的测试结构监测浅沟槽隔离工艺中是否产生库伊效应的方法，是通过监控所述有源区的浅沟槽隔离转角10处，有源区1和多晶硅2之间的击穿电压(break down voltage)来实现的。监控时，在所述测试结构上选取多个浅沟槽隔离转角10作为监控点，测量该点处的击穿电压。由于击穿电压是个相对稳定的电压参数，因此在正常情况下，即未产生库伊效应时，各个监控点测得的击穿电压值是非常接近的，例如，标准值是5V的话，则各个监控点的电压值保持在4.8～5.2V的范围内。如果发现某一点的击穿电压值明显低于其它点的电压值，例如该点的击穿电压突然跌至1V左右，则可判断该点所对应的浅沟槽隔离转角处产生了库伊效应。该监测过程可通过人工监控或者电脑监控报警等方式来实现。
需要特别说明的是，本发明的浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构及监测方法不局限于上述实施例中所限定步骤执行顺序，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的测试结构，所述测试结构包括有源区以及形成于有源区上层的多晶硅，所述有源区和多晶硅上分别设有通孔，以引出金属线，其特征在于，所述有源区采用弯曲的结构，以产生多个浅沟槽隔离转角。
2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述有源区宽度采用最小设计准则。
3.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，监控所述有源区的浅沟槽隔离转角处，有源区和多晶硅之间的击穿电压以判断所述浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应。
4.一种浅沟槽隔离工艺中库伊效应的监测方法，用于监测一浅沟槽隔离结构是否产生库伊效应，所述浅沟槽隔离结构包括有源区以及形成于有源区上层的多晶硅，所述有源区和多晶硅上分别设有通孔，以引出金属线，所述有源区为弯曲结构，具有多个浅沟槽隔离转角，其特征在于，所述监测方法通过监控所述有源区的浅沟槽隔离转角处，有源区和多晶硅之间的击穿电压以判断所述浅沟槽隔离转角处是否产生了库伊效应。
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