本技術(shù)屬于半導(dǎo)體設(shè)計與生產(chǎn)，尤其涉及一種柵氧化層電性厚度監(jiān)測結(jié)構(gòu)、方法、裝置和計算機設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，器件尺寸不斷縮小，柵氧化層的厚度也越來越小，該參數(shù)對器件性能有著很大的影響，因此工藝上對柵氧化層物理厚度的精準控制要求很嚴格，相應(yīng)的有效且準確的監(jiān)控對于工藝能力的判斷就顯得尤為重要。

2、通常，監(jiān)控柵氧化層厚度的方法一般是在柵氧化層沉積工藝完成后利用光學(xué)方法測量厚度，在實際工藝過程中柵氧化層在沉積后的其他工藝過程中可能發(fā)生重新生長的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終的柵氧化層比剛沉積完時的厚度更大，因此該測量方法由于只能在沉積后直接進行量測，無法表征最終的柵氧化層厚度。

3、另外一種監(jiān)控柵氧化層厚度的方法，是通過測量mos器件在強反型狀態(tài)下的電容，計算得到柵氧化層的等效厚度，即柵氧化層的電性厚度，該測量是在完成所有工藝后進行的，因此能真實反應(yīng)柵氧化層的最終厚度，但由于mos器件存在除柵氧電容之外的寄生電容，所以測出的柵氧電容會有偏差，導(dǎo)致柵氧化層的電性厚度計算結(jié)果不準確。

4、目前，針對相關(guān)技術(shù)中寄生電容對柵氧化層厚度測量精度的影響問題，尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種柵氧化層電性厚度監(jiān)測結(jié)構(gòu)、方法、裝置和計算機設(shè)備，以精確監(jiān)控柵氧化層電性厚度。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供的一種柵氧化層電性厚度監(jiān)測結(jié)構(gòu)，包括：間隔布置的第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)，其中，?所述第一mos結(jié)構(gòu)中，源漏區(qū)域上方形成第一極板，溝道區(qū)域上方形成第二極板，所述第二極板上的柵極與所述源漏區(qū)域具有第一重疊區(qū)域；

3、所述第二mos結(jié)構(gòu)中，源漏區(qū)域上方形成第三極板，溝道區(qū)域上方形成第四極板，所述第四極板上的柵極與所述源漏區(qū)域具有第二重疊區(qū)域；

4、沿溝道方向上，所述第一極板上任一點與所述第二極板之間的距離，與所述第三極板上對應(yīng)點與所述第四極板之間的距離相同，所述第一重疊區(qū)域與所述第二重疊區(qū)域的面積相同，所述第二極板上的柵極區(qū)域與所述第四極板上的柵極區(qū)域相比，柵極寬度相同且柵極長度不同。

5、在一些實施例中，所述第一mos結(jié)構(gòu)包括：

6、第一源極和第一漏極，分別通過第一接觸孔連接第一金屬線；以及第一柵極，通過第二接觸孔連接第二金屬線；

7、所述第二mos結(jié)構(gòu)包括：

8、第二源極和第二漏極，分別通過第三接觸孔連接第三金屬線；以及第二柵極，通過第四接觸孔連接第四金屬線；

9、所述第一金屬線與所述第二金屬線之間的距離與所述第三金屬線與所述第四金屬線之間的距離相同；所述第一接觸孔與所述第二接觸孔之間的距離與所述第三接觸孔與所述第四接觸孔之間的距離相同；所述第一接觸孔與所述第一柵極之間的距離與所述第三接觸孔與所述第二柵極之間的距離相同；

10、所述第一柵極的寬度等于所述第二柵極的寬度，所述第一柵極的長度大于所述第二柵極的長度，且所述第二接觸孔的數(shù)量大于所述第四接觸孔的數(shù)量。

11、在一些實施例中，所述第一柵極分別與第一源極和第一漏極具有重疊區(qū)域a1和重疊區(qū)域a2，所述第二柵極分別與第二源極和第二漏極具有重疊區(qū)域b1和重疊區(qū)域b2；所述重疊區(qū)域a1與所述重疊區(qū)域b1的面積相同，所述重疊區(qū)域a2與所述重疊區(qū)域b2的面積相同；

12、所述第一柵極的寬度與所述第二柵極的寬度相同，所述第一柵極的長度大于所述第二柵極的長度。

13、本技術(shù)還提供了一種柵氧化層電性厚度監(jiān)測方法，應(yīng)用于如上所述的柵氧化層電性厚度監(jiān)測結(jié)構(gòu)，包括：

14、確定第二極板上的柵極區(qū)域下方的第一柵氧化層面積和第四極板上的柵極區(qū)域下方的第二柵氧化層面積；

15、確定所述第一mos結(jié)構(gòu)的第一總電容以及第二mos結(jié)構(gòu)的第二總電容；

16、基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積、第二總電容和第二柵氧化層面積，計算得到所述第一mos結(jié)構(gòu)和所述第二mos結(jié)構(gòu)柵氧化層電性厚度。

17、在一些實施例中，確定所述第一mos結(jié)構(gòu)的第一總電容包括：

18、獲取第一mos結(jié)構(gòu)的電流信號，其中，所述第一mos結(jié)構(gòu)中所述柵極上方加載掃描電壓，且所述源漏區(qū)域接地；

19、將所述電流信號對時間積分，確定電荷量；

20、根據(jù)所述掃描電壓與所述電荷量，計算得到第一總電容。

21、在一些實施例中，確定所述第二mos結(jié)構(gòu)的第二總電容包括：

22、獲取第二mos結(jié)構(gòu)的電流信號，其中，所述第二mos結(jié)構(gòu)中所述柵極上方加載掃描電壓，且所述源漏區(qū)域接地；

23、將所述電流信號對時間積分，確定電荷量；

24、根據(jù)所述掃描電壓與所述電荷量，計算得到第二總電容。

25、在一些實施例中，基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積、第二總電容和第二柵氧化層面積，計算得到所述第一所述mos結(jié)構(gòu)和所述第二mos結(jié)構(gòu)柵氧化層電性厚度包括：

26、根據(jù)所述第一總電容和所述第二總電容，確定第三等效電容，所述第三等效電容不包含寄生電容；

27、根據(jù)所述第一柵氧化層面積和所述第二柵氧化層面積，確定第三等效柵氧化層面積，第三等效柵氧化層與所述第一柵氧化層和所述第二柵氧化層的厚度相同；

28、基于所述第三等效電容、第三等效柵氧化層面積和電容公式，計算得到第一所述mos結(jié)構(gòu)和所述第二mos結(jié)構(gòu)柵氧化層電性厚度。

29、在一些實施例中，基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積、第二總電容和第二柵氧化層面積，計算得到所述第一所述mos結(jié)構(gòu)和所述第二mos結(jié)構(gòu)柵氧化層電性厚度包括：

30、基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積、第二總電容和第二柵氧化層面積，確定第一寄生電容和第二寄生電容；

31、基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積和第一寄生電容，確定第一所述mos結(jié)構(gòu)的柵氧化層電性厚度，或基于所述第二總電容、第二柵氧化層面積和第二寄生電容，確定第二所述mos結(jié)構(gòu)的柵氧化層電性厚度。

32、本技術(shù)還提供了一種柵氧化層電性厚度監(jiān)測裝置，包括：

33、柵氧化層面積確定單元，用于確定第二極板上的柵極區(qū)域下方的第一柵氧化層面積和第四極板上的柵極區(qū)域下方的第二柵氧化層面積；

34、總電容確定單元，用于確定所述第一mos結(jié)構(gòu)的第一總電容以及第二mos結(jié)構(gòu)的第二總電容；

35、柵氧化層電性厚度計算單元，用于基于所述第一總電容、第一柵氧化層面積、第二總電容和第二柵氧化層面積，計算得到所述第一mos結(jié)構(gòu)和所述第二mos結(jié)構(gòu)柵氧化層電性厚度。

36、本技術(shù)還提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述的方法的步驟。

37、上述柵氧化層電性厚度監(jiān)測結(jié)構(gòu)、方法、裝置和計算機設(shè)備，通過間隔布置第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)，使得第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)各段工藝的高度一致；通過沿溝道方向上，所述第一極板上任一點與所述第二極板之間的距離，與所述第三極板上對應(yīng)點與所述第四極板之間的距離相同，且所述第二極板上的柵極與所述源漏區(qū)域具有第一重疊區(qū)域，所述第四極板上的柵極與所述源漏區(qū)域具有第二重疊區(qū)域，第一重疊區(qū)域與所述第二重疊區(qū)域的面積相同，使得第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)中的寄生電容保持一致，包括柵極與源漏的電容cof、接觸孔與柵極的電容cc2p、接觸孔與接觸孔的電容cc2c、金屬線與接觸孔的電容cm2c、金屬線與柵極的cm2p、金屬線與金屬線的電容cm2m以及柵極的過覆蓋電容cov。

38、通過設(shè)置所述第二極板上的柵極區(qū)域與所述第四極板上的柵極區(qū)域相比，柵極寬度相同且柵極長度不同，第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)的區(qū)別僅在于柵極長度，從而可以通過第一mos結(jié)構(gòu)和第二mos結(jié)構(gòu)的電容測量結(jié)果抵消寄生電容，從而計算得到精確的柵氧化層電性厚度。該監(jiān)測結(jié)構(gòu)無需額外工藝步驟，與實際半導(dǎo)體制造工藝兼容性好，通過監(jiān)測電容值，可以有效監(jiān)控柵氧化層的最終厚度，提高工藝監(jiān)測的準確性和效率。