[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

制造半导体器件的方法可以包括：分别在基板的有源区中和测量区中形成第一鳍图案和第二鳍图案，测量区不同于有源区；形成分别交叉第一鳍图案和第二鳍图案的第一栅电极和第二栅电极；以及测量第二栅电极的接触电位差(Vcpd)以根据测量的接触电位差(Vcpd)确定第一栅电极的阈值电压。

技术领域

本公开涉及半导体器件，具体地，涉及制造半导体器件的方法和在半导体器件的制造期间测量半导体器件的电特性的方法以及由所述方法制造的半导体器件。

背景技术

正在进行研究以评估半导体器件的电特性和操作特性。例如，栅电极的阈值电压(Vth)或有效功函数是影响半导体器件的性能和产率的重要参数。为了在大规模生产的环境中提供对半导体器件的质量控制的有效反馈，需要发展能够在生产线环境中迅速且准确地测量和评估栅电极的阈值电压(Vth)或有效功函数的新技术。

发明内容

一些实施方式提供在半导体制造工艺中测量栅电极或栅极叠层电极的阈值电压的方法、使用该方法制造半导体器件的方法以及由所述方法制造的半导体器件。

一些实施方式还提供能够改善栅电极或栅极叠层电极的阈值电压的测量精度的方法、使用该方法制造半导体器件的方法以及由所述方法制造的半导体器件。

根据一些实施方式，一种制造半导体器件的方法可以包括：分别在基板的有源区和测量区中形成第一鳍图案和第二鳍图案，测量区不同于有源区；形成配置为分别交叉第一鳍图案和第二鳍图案的第一栅电极和第二栅电极；以及测量第二栅电极的接触电位差(Vcpd)以根据测量的接触电位差(Vcpd)确定第一栅电极的阈值电压。

根据一些实施方式，一种半导体器件可以包括：基板，具有有源区和测量区；第一鳍图案和第二鳍图案，分别设置在有源区和测量区中；绝缘层，具有第一沟槽和第二沟槽；以及第一栅电极和第二栅电极，设置在第一沟槽和第二沟槽中。第一鳍图案和第二鳍图案可以在第一方向上延伸，第一沟槽和第二沟槽可以形成为在不同于第一方向的第二方向上分别部分地暴露第一鳍图案和第二鳍图案。第一栅电极和第二栅电极可以在第二方向上延伸。每个第二栅电极可以包括功函数层和在功函数层上的低电阻层。功函数层可以具有相对于测量区的平面面积的85％-183％的有效面积比。

附图说明

通过参照附图详细描述示例实施方式，特征将对于本领域技术人员变得明显，在附图中：

图1示出根据本发明构思的一些实施方式的制造半导体器件的方法的流程图。

图2示出基板的平面图，通过图1的方法制造的半导体器件被集成在基板上。

图3示出图2的高电压器件区和测试区的平面图。

图4示出沿图3的线I-I'和II-II'截取的截面图。

图5示出图3的第一鳍图案和第二鳍图案以及第一栅电极和第二栅电极的透视图。

图6示出形成图1和图5中的第一栅电极和第二栅电极的操作S20的详细流程图。

图7至图18示出图6的形成第一栅电极和第二栅电极的阶段的工艺截面图。

图19示出用于测量图1的接触电位差的测量设备的图。

图20示出图19的开尔文探针和第二栅电极的截面图。

图21示出沿图3的线III-III'截取的截面图。

图22示出测量精度对第二栅电极的功函数层的有效面积比的依赖性的图形。

具体实施方式

图1示出根据一些实施方式的制造半导体器件的方法的流程图。