一种接触电阻测试结构的制作方法

本实用新型涉及半导体测试技术领域，特别是涉及一种接触电阻测试结构。

背景技术：

FinFET是一种立体的结构，闸门成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流(leakage)，也可以大幅缩短晶体管的闸长，进而有利于减小芯片的关键尺寸，而关键尺寸的减小则意味着在芯片上可以放置更多的芯片，进而带来器件性能的提升，目前在32nm及以下技术节点的半导体晶体管器件均采用了FinFET架构。随着CMOS器件尺寸的不断缩小，寄生外电阻(Rext)成为限制晶体管性能的主要因素，寄生外电阻主要包括金属和半导体(源区/漏区)之间的接触电阻(Rc)。

通常情况下，TLM(传输线矩阵)结构用于测量接触电阻，对于硅化物的第一阶段工艺，硅化物的电阻是很容易获得的，所以接触插塞的电阻也很方便通过TLM结构计算得出，但是，对于硅化物的后段工艺，它的薄层/表面电阻会受到接触插塞(CT)的电阻Rc的影响，所以，TLM(传输线矩阵)结构就不能很精确地计算接触插塞的电阻。

在现有的技术中，第一个金属接触插塞(Contact)的关键尺寸很难控制且其图形轮廓很差，这是因为随着关键尺寸(Critical Dimension，CD)的减小，现在光刻机很难保证所有pitch(间距)环境的金属接触插塞的图案都能够做到和设计的一样。

所以，提供一种能够准确测得接触电阻的测试结构实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种接触电阻测试结构，用于解决现有技术中接触插塞的关键尺寸难以实现、接触电阻的计算不精确的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种接触电阻测试结构，适用于测量FinFET的接触电阻，包括一有源区，所述有源区上形成有若干鳍状结构，所述鳍状结构连接若干相互平行且垂直于所述鳍状结构的接触插塞，所述鳍状结构的周围还设有若干与所述接触插塞平行的虚拟插塞，所述虚拟插塞适于改变所述接触插塞周围的光照环境以便于所述接触插塞的尺寸实现。

于本实用新型的一实施方式中，所述有源区内形成有阱区，所述阱区上设有源/漏极区，所述源/漏极区上蚀刻有第一硅凹陷区和第二硅凹陷区；所述鳍状结构的两端分别位于所述第一硅凹陷区和所述第二硅凹陷区上；所述鳍状结构的一端连接有一个所述接触插塞，所述鳍状结构的另一端连接有两个所述接触插塞。

于本实用新型的一实施方式中，所述虚拟插塞包括多个第一虚拟插塞和多个第二虚拟插塞；所述第一虚拟插塞设有两排，且分别位于所述鳍状结构的两侧并与所述鳍状结构相隔一定的间距，所述第一虚拟插塞均置于所述鳍状结构两端相邻的接触插塞之间；所述第二虚拟插塞与所述接触插塞位于同一层，并通过所述接触插塞与所述第一虚拟插塞隔开，所述第二虚拟插塞与所述鳍状结构相连接。

于本实用新型的一实施方式中，所述接触插塞均连接有连接插塞。

于本实用新型的一实施方式中，所述连接插塞接电流源或电压表。

于本实用新型的一实施方式中，所述FinFET的接触电阻包括硅化物电阻和接触插塞电阻。

于本实用新型的一实施方式中，所述硅化物为SiGe或SiP。

于本实用新型的一实施方式中，所述阱区和源/漏极区具有相同的掺杂类型，所述阱区和源/漏极区同时为P型离子掺杂或N型离子掺杂。

于本实用新型的一实施方式中，所述虚拟插塞的尺寸与所述接触插塞的尺寸相同。

如上所述，本实用新型的接触电阻测试结构，具有以下有益效果：

1、在鳍状结构的周围设有若干与接触插塞平行的虚拟插塞，虚拟插塞用于改变接触插塞周围的光照环境以便于接触插塞关键尺寸的控制；

2、插入虚拟插塞后，有效的金属插塞更加接近真实的晶体管，与相应的晶体管级模型相比，该结构能够获得更高仿真精度的接触电阻值。

附图说明

图1为本实用新型接触电阻测试结构的俯视示意图。

图2为本实用新型接触电阻测试结构用于N型半导体器件的电路示意图。

图3为本实用新型接触电阻测试结构用于P型半导体器件的电路示意图。

元件标号说明

1 鳍状结构

2 接触插塞

31 第一虚拟插塞

32 第二虚拟插塞

4 阱区

51 第一硅凹陷区

52 第二硅凹陷区

6 连接插塞

7 金属层间介质

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，本实用新型提供一种接触电阻测试结构，适用于测量FinFET的接触电阻，包括一有源区(未示出)，所述有源区上形成有若干鳍状结构1，所述鳍状结构1连接若干相互平行且垂直于所述鳍状结构1的接触插塞2，所述鳍状结构1的周围还设有若干与所述接触插塞2平行的虚拟插塞，所述虚拟插塞适于改变所述接触插塞2周围的光照环境以便于所述接触插塞2的尺寸实现。

作为示例，所述有源区内形成有阱区4，所述阱区4上设有源/漏极区，所述源/漏极区上蚀刻有第一硅凹陷区51和第二硅凹陷区52；所述鳍状结构1的两端分别位于所述第一硅凹陷区51和所述第二硅凹陷区52上；所述鳍状结构1的一端连接有一个所述接触插塞2，所述鳍状结构1的另一端连接有两个所述接触插塞2。相比所述虚拟插塞，该三个接触插塞2为测试电路中有效的元器件。

作为示例，所述阱区4和源/漏极区具有相同的掺杂类型，所述阱区4和源/漏极区同时为P型离子掺杂或N型离子掺杂。

图2为本实用新型接触电阻测试结构用于N型半导体器件的电路示意图。图中所述接触插塞2通过金属层间介质7(IMD)隔开，所述阱区4为轻掺杂的N型离子，所述硅化物为SiP。当然，本实用新型接触电阻测试结构同样适用于P型半导体器件的接触电阻测试，如图3所示，所述阱区4为轻掺杂的P型离子，所述硅化物为SiGe。

作为示例，所述虚拟插塞包括多个第一虚拟插塞31和多个第二虚拟插塞32；所述第一虚拟插塞31设有两排，且分别位于所述鳍状结构1的两侧并与所述鳍状结构1相隔一定的间距，所述第一虚拟插塞31均置于所述鳍状结构1两端相邻的接触插塞2之间；所述第二虚拟插塞32与所述接触插塞2位于同一层，并通过所述接触插塞2与所述第一虚拟插塞31隔开，所述第二虚拟插塞32与所述鳍状结构1相连接。

需要注意的是，所述第一虚拟插塞31设有两排，且分别位于所述鳍状结构1的两侧并与所述鳍状结构1相隔一定的间距，也即所述第一虚拟插塞31不与所述鳍状结构1连接，保证了其不会影响接触电阻。第一虚拟插塞31的数量可以根据需求而进行设定，为了保证所述鳍状结构1两侧的均匀性和测试的方便，两侧第一虚拟插塞31的数量优选为相同。同时为了进一步改善电阻的均匀性，本领域技术人员应当理解，在不违反芯片设计规则的前提下，根据需要可在FinFET器件中设置更多的第一虚拟插塞31以带来更好的电阻均匀性的改善。

作为示例，所述接触插塞2均连接有连接插塞6。如图1所示，三个所述接触插塞2中，其中，靠近所述鳍状结构1左端的所述接触插塞2上设有一个所述连接插塞6，用于电流的输出端；靠近所述鳍状结构1右端的两个所述接触插塞2中，左边的接触插塞2(靠近所述第一虚拟插塞31)的两端均设有所述连接插塞6，分别用于电流输入和电压测试端，右边的接触插塞2(靠近所述第二虚拟插塞32)的一端设有所述连接插塞6，用于电压测试。

作为示例，所述连接插塞6接电流源或电压表。

需要说明的是，本实用新型的接触电阻测试结构属于开尔文式测试结构。开尔文四线检测(Kelvin Four-terminal sensing)也被称之为四端子检测(4T检测，4T sensing)、四线检测或4点探针法，它是一种电阻抗测量技术，使用单独的对载电流和电压检测电极，相比传统的两个终端(2T)传感能够进行更精确的测量。开尔文四线检测被用于一些欧姆表和阻抗分析仪，并在精密应变计和电阻温度计的接线配置。也可用于测量薄膜的薄层电阻。四线检测的关键优点是分离的电流和电压的电极，消除了布线和接触电阻的阻抗。

如图2和图3所示，测试时，将恒电流源的正极端接在右边靠近第一虚拟插塞31的所述接触插塞2上的一个连接插塞6上，负极端接在左边的所述接触插塞2上的连接插塞6上，并将电压表接在其余的两个所述连接插塞6上。由于所述FinFET的接触电阻包括硅化物电阻Rw和接触插塞2电阻Rc，若施加的电流为I，并测得电压差为V2-V1，则R(接触电阻)＝Rw(硅化物的电阻)+Rc(接触插塞2的电阻)＝(V2-V1)/I

作为示例，所述虚拟插塞的尺寸与所述接触插塞2的尺寸相同。图1中的所述虚拟插塞的大小只是示意图，实际上所述虚拟插塞的尺寸与所述接触插塞2的尺寸相同，本领域技术人员可根据实际需求来进行虚拟插塞尺寸的具体选择，在此不予赘述。

如上所述，本实用新型的接触电阻测试结构，在鳍状结构的周围设有若干与接触插塞平行的虚拟插塞，虚拟插塞用于改变接触插塞周围的光照环境以便于接触插塞关键尺寸的控制；插入虚拟插塞后，有效的金属插塞更加接近真实的晶体管，与相应的晶体管级模型相比，该结构能够获得更高仿真精度的接触电阻值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。