测试结构、测试结构的制作方法及测试方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种测试结构、测试结构的制作方法及测试方法。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制作过程中，需要精确控制器件区中晶体管(真实晶体管)的源漏电阻(源极区电阻Rs或漏极区电阻Rd)，以使得真实晶体管的性能(例如饱和电流)达到设计要求。目前，通过精确控制源漏注入以及形成金属硅化物(例如NiSi)的工艺条件，可以准确地控制所形成真实晶体管中源漏电阻。在完成上述半导体器件的制作之后，需要测量真实晶体管中的源漏电阻，并将源漏电阻的测量值与源漏电阻的设计值进行对比，以通过调控源漏注入以及形成金属硅化物的工艺条件，使得后续制作得到的真实晶体管中源漏电阻值更接近源漏电阻的设计值。
[0003]目前，最常用的测量真实晶体管中源漏电阻的方法为:在上述半导体器件的制作过程中，在上述器件区以外的位置形成包括有源区且不包含栅极的测试结构，并将采用测试结构所获得电阻测量值作为真实晶体管中源漏电阻。图1示出了现有测试晶体管的结构示意图。如图1所示，现有测试晶体管包括有源区10'、设置于有源区10'上的两组接触孔结构30'以及设置于各组接触孔结构30'的金属层40'，其中每组接触孔结构30'至少包括一个接触孔结构，有源区10'包括源漏注入区以及设置于源漏注入区上的金属硅化物(图1中未示出)。测试上述测试晶体管中源漏电阻的过程为:将测试机的两个探针分别单独置于两组接触孔结构上的金属层，然后输出测量值以获得测试晶体管中源漏电阻。
[0004]上述测量晶体管中没有形成栅极结构(包括栅极以及侧壁层等)，使得所形成测量晶体管的结构会与真实晶体管的结构有很大差异，进而使得测试晶体管中源漏电阻和真实晶体管中源漏电阻产生较大差异。再例如，在通过源漏注入形成源漏注入区的过程中，由于没有栅极结构的阻挡，所形成测量晶体管中注入离子浓度大于真实晶体管中注入离子浓度，进而使得所形成测量晶体管中源漏注入区的电阻小于真实晶体管中源漏注入区的电阻。再例如，在形成金属硅化物的过程中，由于没有栅极结构的阻挡，所形成测量晶体管中金属硅化物的厚度大于真实晶体管中金属硅化物的厚度，进而使得所形成测量晶体管中金属硅化物的电阻大于真实晶体管中金属硅化物的电阻。
[0005]随着半导体器件的特征尺寸越来越小，栅极结构之间的距离也越来越小，导致测量晶体管与真实晶体管的结构差异越来越大，测试晶体管中源漏电阻和真实晶体管中源漏电阻的差异也越来越大。特别是对于制程在45nm以下的半导体器件，测试晶体管和真实晶体管的结构差异已经严重影响采用测试晶体管所获得源漏电阻值的可靠性。本领域的技术人员还尝试通过计算获得真实晶体管中源漏电阻，即从真实器件的电学性能参数(如传输特性曲线、开启电压及饱和电流等)中获得电阻值，该电阻值包括源漏电阻、导电沟道电阻以及接触电阻，因此需要将源漏电阻从计算获得的电阻值分离出来。然而，通常情况下很难将沟道电阻和源漏电阻准确地分离开来，使得计算获得的源漏电阻与真实晶体管中源漏电阻有较大差异。尤其在45nm等以下节点的先进技术中，这种沟道电阻和源漏电阻的分离更加困难和不准确，使得计算获得的源漏电阻与真实晶体管中源漏电阻之间的差异更大。因此，目前迫切需要寻找一种既简单又能准确地测量出真实晶体管中源漏电阻的方法。
【发明内容】
[0006]本申请旨在提供一种测试结构、测试结构的制作方法及测试方法，以提高源漏电阻的测量值的准确性。
[0007]为了实现上述目的，本申请提供了一种测试结构，包括有源区以及设置于有源区上的栅极结构，该测试结构还包括:至少两组接触孔结构单元，设置于栅极结构的一侧的有源区上，每组接触孔结构单元包括至少一个接触孔结构；以及至少两组金属层，与接触孔结构单元一一对应地设置于每组接触孔结构单元的表面上。
[0008]进一步地，上述测试结构中，各金属层沿栅极结构的延伸方向，和/或沿远离栅极结构的方向依次设置。
[0009]进一步地，上述测试结构中，金属层为长方体，且金属层的高度方向垂直于有源区的表面，金属层的宽度方向和长度方向所形成的平面平行于有源区的表面。
[0010]进一步地，上述测试结构中，各金属层的长度方向垂直于或平行于栅极结构。
[0011]进一步地，上述测试结构中，每组接触孔结构单元中接触孔结构设置于相应的金属层的两侧或中间。
[0012]进一步地，上述测试结构中，每组接触孔结构单元包括多个接触孔结构，且各接触孔结构沿金属层依次等距离设置。
[0013]进一步地，上述测试结构中，各金属层沿栅极结构的延伸方向依次设置，且各金属层的长度方向垂直于栅极结构时，各组接触孔结构单元中接触孔结构，设置于相应的金属层远离栅极结构的一侧；或设置于相应的金属层靠近栅极结构的一侧；或交替设置于相应的金属层远离栅极结构的一侧和金属层靠近栅极结构的一侧。
[0014]进一步地，上述测试结构中，各金属层的长度等于设置有金属层一侧的有源区在垂直于栅极结构方向的长度。
[0015]进一步地，上述测试结构中，各金属层沿远离栅极结构的方向上依次设置，且各金属层的长度方向平行于栅极结构时，各组接触孔结构单元中接触孔结构，设置于相应的金属层沿栅极结构的延伸方向的第一侧或第二侧；或交替设置于相应的金属层沿栅极结构的延伸方向的第一侧与金属层沿栅极结构的延伸方向的第二侧。
[0016]进一步地，上述测试结构中，各金属层的长度等于设置有金属层一侧的有源区在沿栅极结构的延伸方向上的宽度。
[0017]进一步地，上述测试结构中，各上述金属层沿栅极结构的延伸方向和沿远离栅极结构的方向依次设置，各金属层的宽度和长度相等，且每组接触孔结构单元中接触孔结构设置于相应的金属层的中间。
[0018]本申请还提供了一种测试结构的制作方法，该制作方法包括:在有源区上制作栅极结构；在栅极结构的两侧的有源区中形成源漏极；在栅极结构的一侧的有源区上形成至少两组接触孔结构单元，每组接触孔结构单元包括至少一个接触孔结构；在每组接触孔结构单元的表面上形成金属层。
[0019]进一步地，上述制作方法中，形成接触孔结构单元的步骤包括:在栅极结构的一侧的有源区上形成介质材料层；刻蚀介质材料层至暴露出有源区的表面，以在介质材料层中形成接触孔；在接触孔中填充金属材料，形成接触孔结构单元。
[0020]进一步地，上述制作方法中，形成金属层的步骤包括:形成覆盖介质材料层和接触孔结构单元的金属预备层；刻蚀金属预备层，形成金属层。
[0021]进一步地，上述制作方法中，形成栅极结构和源漏极的步骤包括:在有源区上形成栅极；在栅极的两侧侧壁上形成侧壁层，以形成栅极结构；对位于栅极的两侧的有源区进行离子注入以形成源极注入区和漏极注入区；在源极注入区和漏极注入区的表面上形成金属硅化物层以形成源漏极。
[0022]本申请还提供了一种测试方法，采用测试机测试本申请上述测试结构的源漏电阻，该测试方法包括:步骤S1、将测试机的两个探针分别单独置于任意两组接触孔结构单元上的金属层上；步骤S2、输出测量值。
[0023]进一步地，上述测试方法中，重复步骤S1和S2，并将测量值的平均值或者仿真模拟计算值作为测试结构的源漏电阻。
[0024]进一步地，上述测试方法中，重复步骤S1和S22?10次。
[0025]应用本申请的技术方案，通过形成具有设置于栅极结构的一侧的有源区上的至少两组接触孔结构单元，以及设置于每组接触孔结构单元的表面上金属层的测试结构，并将任意两组接触孔结构单元上的金属层