[发明专利]半导体结构及其形成方法和检测方法

说明书

本发明提供一种半导体结构及其形成方法和检测方法，其中，所述半导体结构包括：基底，所述基底包括邻近的器件区和测试区；位于所述器件区的半导体器件；位于所述测试区基底表面的测试栅极结构，所述测试栅极结构包括：位于所述测试区基底表面的导热栅介质层；位于所述导热栅介质层上的测试栅极。其中，通过测量测试栅极结构的电阻率得出测试栅极的温度，进而得出半导体器件的温度，实现对半导体器件热效应的检测。对半导体器件热效应的检测能够对半导体器件进行监控，防止温度过高使半导体器件性能不稳定。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法和检测方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，晶体管的尺寸也越来越小。

鳍式场效应晶体管(FinFET)的沟道凸出衬底表面形成鳍部，栅极覆盖鳍部的顶面和侧壁，从而使反型层形成在沟道各侧上，可于电路的两侧控制电路的接通与断开，能够大幅改善电路控制，减少漏电流。此外，FinFET这种3D架构能够提高FinFET的集成度。然而，由于FinFET的鳍部宽度较窄，也使得FinFET的散热成为一个巨大挑战。这就引起FinFET的自加热问题，容易导致FinFET的性能不稳定。

然而，现有的鳍式场效应晶体管的自加热效应很难检测，半导体器件容易出现性能不稳定的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法和检测方法，能够对半导体结构的热效应进行检测。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底包括邻近的器件区和测试区；位于所述器件区的半导体器件；位于所述测试区基底表面的测试栅极结构，所述测试栅极结构包括：位于所述测试区基底表面的导热栅介质层；位于所述导热栅介质层上的测试栅极。

可选的，所述导热栅介质层的材料为高k介质材料。

可选的，所述导热栅介质层的材料为氧化铪、氧化锆、氧化铪硅、氧化镧、氧化锆硅、氧化钛、氧化钽、氧化钡锶钛、氧化钡钛、氧化锶钛或氧化铝。

可选的，所述测试栅极为金属栅极。

可选的，所述器件区包括位于测试区一侧的第一器件区；所述半导体器件包括位于所述第一器件区的第一器件；所述第一器件包括：位于第一器件区表面的第一栅极结构，所述第一栅极结构包括：位于第一器件区基底表面的第一栅介质层和位于所述第一栅介质层上的第一栅极；所述测试栅极的材料与所述第一栅极的材料相同，所述导热栅介质层的材料与所述第一栅介质层的材料相同。

可选的，所述器件区包括分别位于测试区两侧的第一器件区和第二器件区；所述半导体器件包括：位于所述第一器件区的第一器件；位于所述第二器件区的第二器件；所述第一器件包括：位于所述第一器件区基底上的第一栅极结构；位于所述第一栅极结构和测试栅极结构之间基底中的第一源区；所述第二器件包括：位于所述第二器件区基底上的第二栅极结构；位于所述第二栅极结构和测试栅极结构之间基底中的第二源区；所述第一源区、第二源区和测试栅极结构形成第三器件。

可选的，所述第一栅极结构包括：位于所述第一器件区基底上的第一栅介质层；位于所述第一栅介质层上的第一功函数层；位于所述第一功函数层上的第一栅极；所述第二栅极结构包括：位于所述第二器件区基底上的第二栅介质层；位于所述第二栅介质层上的第二功函数层；位于所述第二功函数层上的第二栅极；所述第一功函数层与第二功函数层的类型相同；所述测试栅极结构还包括：位于所述导热栅介质层上的测试功函数层，测试功函数层与所述第一功函数层和第二功函数层的类型不同。

可选的，所述第一器件为NMOS晶体管，所述第二器件为NMOS晶体管；所述第一功函数层和第二功函数层的材料为钛铝合金；所述测试功函数层的材料为氮化钛或氮氧化钛。