[发明专利]用于提取鳍片高度和叠加电容的方法及实施该方法的结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及用于提取鳍片高度和叠加电容的方法及实施该方法的结构。

背景技术

在制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中，常常需要提取鳍片高度。此外，有时也需要测定FinFET的栅电极和下面的部件(诸如轻掺杂源极/漏极(LDD)区)之间的叠加电容。以前，鳍片高度的提取包括形成包括具有不同鳍片高度的鳍片的样品，使用透射电子显微镜(TEM)测量鳍片高度，以及测量鳍片各自的反转电容(inversion capacitance)。因此形成映射以使反转电容值与鳍片高度相关。当需要确定晶圆上的鳍片的鳍片高度时，可以通过测量该鳍片的反转电容并根据映射找出相应的鳍片高度来确定鳍片高度。然而，这种方法受到来自接触塞和外延区的寄生电容的不利影响，其中，寄生电容包括在所测量的反转电容中。类似地，叠加电容也受到相应的寄生电容的不利影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种方法，包括：提供第一测试结构，第一测试结构包括：第一隔离区；第一栅电极，位于第一隔离区上方；第一半导体鳍片和第二半导体鳍片，彼此平行并位于第一栅电极的一侧上；以及第一接触塞，位于第一半导体鳍片和第二半导体鳍片的上方并电连接至第一半导体鳍片和第二半导体鳍片；提供第二测试结构，第二测试结构包括：第二隔离区；第二栅电极，位于第二隔离区上方；第三半导体鳍片和第一电介质鳍片，彼此平行并位于第二栅电极的一侧上，其中，第一半导体鳍片、第二半导体鳍片和第三半导体鳍片以及第一电介质鳍片具有基本上相同的鳍片高度；以及第二接触塞，位于第三半导体鳍片上方并电连接至第三半导体鳍片；测量第一栅电极和第一接触塞之间的第一电容；测量第二栅电极和第二接触塞之间的第二电容；以及根据第二电容和第一电容之间的电容差值计算相同的鳍片高度。

该方法进一步包括：形成多组测试结构，每组均包括两个测试结构，两个测试结构包括与第一测试结构和第二测试结构基本上相同的部件，其中，多组测试结构的每组中的半导体鳍片和电介质鳍片的鳍片高度与多组测试结构中的其他组的鳍片高度不同；通过多组测试结构测量电容；根据电容计算电容变化灵敏度，其中，电容变化灵敏度反映在多组测试结构中的栅电极和对应的接触塞之间测量的电容的变化；以及实施通过用电容差值除以电容变化灵敏度计算相同的鳍片高度的步骤。

其中，第一测试结构和第二测试结构形成在同一衬底上。

其中，第一测试结构进一步包括与第一半导体鳍片和第二半导体鳍片平行并位于第一栅电极的一侧上的第四半导体鳍片，第二测试结构进一步包括与第一电介质鳍片平行并位于第二栅电极的一侧上的第二电介质鳍片，以及其中，第四半导体鳍片和第二电介质鳍片的鳍片高度基本上等于相同的鳍片高度。

该方法进一步包括：在第一半导体鳍片和第二半导体鳍片上以及在第一接触塞下方形成第一外延半导体区；以及在第三半导体鳍片和第一电介质鳍片上以及在第二接触塞下方形成第二外延半导体区，其中，第一外延半导体区和第二外延半导体区具有基本上相同的厚度。

其中，第一半导体鳍片和第二半导体鳍片彼此之间具有第一间隔，第三半导体鳍片和第一电介质鳍片彼此之间具有第二间隔，以及其中，第一间隔等于第二间隔。

其中，第一半导体鳍片和第二半导体鳍片与第一栅电极之间具有第一间隔，第三半导体鳍片和第一电介质鳍片与第二栅电极之间具有第二间隔，以及其中，第一间隔等于第二间隔。

此外，还提供了一种方法，包括：提供第一测试结构，第一测试结构包括：第一栅电极；第一半导体鳍片和第二半导体鳍片，彼此平行并从栅电极的一侧延伸至第一栅电极的下方；以及第一接触塞，位于第一半导体鳍片和第二半导体鳍片的上方并电连接至第一半导体鳍片和第二半导体鳍片；提供第二测试结构，第二测试结构包括：第二栅电极；第三半导体鳍片，从栅电极的一侧延伸至第二栅电极的下方；第四半导体鳍片，与第三半导体鳍片平行并且位于第二栅电极的一侧上；第一电介质鳍片，其纵长方向与第四半导体鳍片的纵长方向对准，其中，第一电介质鳍片位于第二栅电极的下方，以及其中，第一半导体鳍片、第二半导体鳍片、第三半导体鳍片、第四半导体鳍片以及第一电介质鳍片具有基本上相同的鳍片高度；以及第二接触塞，位于第一半导体鳍片和第二半导体鳍片上方并电连接至第一半导体鳍片和第二半导体鳍片；测量第一栅电极和第一接触塞之间的第一电容；测量第二栅电极和第二接触塞之间的第二电容；以及根据第二电容和第一电容之间的电容差值计算叠加电容。

其中，第一测试结构和第二测试结构形成在同一衬底上。