[发明专利]栅氧化层界面陷阱密度测试结构及测试方法

权利要求书

1.一种栅氧化层界面陷阱密度测试结构，其特征在于，包括p型MOS器件的栅氧化层测试部分和n型MOS器件的栅氧化层测试部分，两个测试部分共用一个栅极。

2.如权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述p型MOS器件的栅氧化层测试部分包括p型MOS器件的栅氧化层、p型发射极和p型衬底；所述n型MOS器件的栅氧化层测试部分包括n型MOS器件的栅氧化层、n型发射极和n型衬底，所述p型MOS器件的栅氧化层和n型MOS器件的栅氧化层位于同一层，构成所述测试结构的栅氧化层，所述栅极位于所述测试结构的栅氧化层的上层，所述n型发射极和p型发射极分别位于所述测试结构的栅氧化层的两侧，所述n型衬底和p型衬底构成所述测试结构的衬底，所述测试结构的衬底位于所述测试结构的栅氧化层的下层。

3.如权利要求1或2所述的测试结构，其特征在于，所述测试结构的沟道宽度大于制备工艺要求的最小沟道宽度。

4.一种利用权利要求1或2或3所述的测试结构测量栅氧化层界面陷阱密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在所述n型发射极与所述测试结构的衬底以及所述p型发射极与所述测试结构的衬底之间分别施加正向偏置电压；

S2、测量所述测试结构的衬底电流，根据测量到的衬底电流的峰值确定所述p型MOS器件的栅氧化层以及n型MOS器件的栅氧化层的界面陷阱密度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2具体为：在相同测试温度下，改变所述n型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压以及所述p型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压，得到不同的衬底电流峰值，通过线性外推法得到两种正向偏置电压为零时所分别对应的衬底电流峰值，除以相应的系数得到所述p型MOS器件的栅氧化层以及n型MOS器件的栅氧化层的界面陷阱密度。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2具体为：在所述n型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压不变，且所述p型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压不变的情况下，改变测试温度值T，测量得到不同的衬底电流峰值，通过线性外推法得到等效于1/T为零时所对应的衬底电流峰值，除以相应的系数得到p型MOS器件的栅氧化层以及n型MOS器件的栅氧化层的界面陷阱密度。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述衬底电流峰值与正向偏置电压的关系式如下：

ΔIsub=12qniσvthNitAexp(q|Vf|2KBT)]]>

其中，A为所述测试结构的面积，σ为界面陷阱的俘获截面，v_th为电子的热运动速度，V_f为n型发射极或p型发射极与衬底之间的正向偏置电压，K_B为玻尔兹曼常数，T为测试温度，N_it为界面陷阱密度，q为电子电量，n_i是本征半导体浓度；所述相应的系数根据所述关系式得到。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测试结构的面积等于沟道长度与宽度的乘积。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述n型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压为负电压，所述p型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压为正电压，且二者数值相等。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述n型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压以及所述p型发射极与所述测试结构的衬底之间的正向偏置电压的绝对值均小于0.7V。