Mos管的实际沟道长度的测试方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种MOS管的实际沟道长度的测试方法及装置。
【背景技术】
[0002]金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,简称MOS管)，包括栅氧化层、源极(Source)、漏极(Drain)、栅极(Gate)和衬底，MOS管的栅极通常采用多晶硅结构，即多晶硅栅，源极和漏极位于多晶硅栅的两侧。
[0003]当MOS管导通时，其电流经多晶硅栅下方的沟道从漏极流向源极(或从源极流向漏极)，沟道是MOS管的导电通道，其区域位于多晶硅栅与有源区的重叠区域。沟道长度特指MOS管的源极到漏极的距离，当不考虑多晶硅栅的制作工艺偏差，以及不考虑源极和漏极的横向扩散时，MOS管的预设沟道长度等于多晶硅栅的预设宽度。但是在实践工艺中，总会存在多晶硅栅的制作工艺偏差，导致多晶硅栅的实际宽度与多晶硅栅的预设宽度不相等，以及源极和漏极的横向扩散，导致MOS管的源极到漏极的距离与多晶硅栅的预设宽度不相等，这些都导致MOS管的实际沟道长度不等于MOS管的预设沟道长度。
[0004]现有技术通常采取解剖、测量半导体器件剖面结构的尺寸，从而测算出MOS管的实际沟道长度，这种通过物理测量的方法存在一定的误差，导致测量的精确度比较低。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种MOS管的实际沟道长度的测试方法及装置，以提供MOS管的实际沟道长度的测量精确度。
[0006]本发明实施例的一个方面是提供一种MOS管的实际沟道长度的测试方法，包括:
[0007]分别获取第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管的最大跨导值和第二 MOS管的最大跨导值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同类型，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的工艺流程相同；
[0008]依据所述第一 MOS管的最大跨导值和所述第二 MOS管的最大跨导值获得沟道长度偏差值；
[0009]依据所述沟道长度偏差值获得所述第一 MOS管的实际沟道长度和所述第二 MOS管的实际沟道长度。
[0010]本发明实施例的另一个方面是提供一种MOS管的实际沟道长度的测试装置，包括:
[0011]最大跨导值获取模块，用于分别获取第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管的最大跨导值和第二 MOS管的最大跨导值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同类型，所述第一MOS管和所述第二 MOS管的工艺流程相同；
[0012]计算模块，用于依据所述第一 MOS管的最大跨导值和所述第二 MOS管的最大跨导值获得沟道长度偏差值；依据所述沟道长度偏差值获得所述第一 MOS管的实际沟道长度和所述第二 MOS管的实际沟道长度。
[0013]本发明实施例提供的MOS管的实际沟道长度的测试方法及装置，选用同类型且工艺流程一样的两个MOS管，依据MOS管的最大跨导值与MOS管的实际沟道宽度成正比、与MOS管的实际沟道长度成反比，将第一 MOS管的最大跨导值和第二 MOS管的最大跨导值相比计算出沟道长度偏差值，再通过沟道长度偏差值计算MOS管的实际沟道长度，不需要物理测试方法便能测试出MOS管的实际沟道长度，提高了对MOS管的实际沟道长度测量的精确度。
【附图说明】
[0014]图1为金属氧化物半导体场效应晶体管的平面示意图；
[0015]图2为为金属氧化物半导体场效应晶体管沿沟道长度方向的剖面示意图；
[0016]图3为本发明实施例提供的MOS管的实际沟道长度的测试方法流程图；
[0017]图4为本发明实施例提供的MOS管的实际沟道长度的测试装置的结构图；
[0018]图5为本发明另一实施例提供的MOS管的实际沟道长度的测试装置的结构图。
【具体实施方式】
[0019]图1为金属氧化物半导体场效应晶体管的平面示意图；图2为为金属氧化物半导体场效应晶体管沿沟道长度方向的剖面示意图。图1所示是MOS管的平面示意图，MOS管包括衬底21、多晶硅栅22、有源区23、沟道宽度W等于有源区23的长度，沟道长度L等于多晶硅栅22的宽度；图2所示是MOS管沿沟道长度方向的剖面示意图，MOS管包括场氧化层
16、源极31、栅氧化层33、实际形成的多晶硅栅22、漏极32和衬底21，虚线部分34表示预设的多晶硅栅，LI表示MOS管的预设沟道长度，L表示MOS管的实际沟道长度(源极31到漏极32的距离)，可见MOS管的预设沟道长度和MOS管的实际沟道长度存在一定的偏差。
[0020]图3为本发明实施例提供的MOS管的实际沟道长度的测试方法流程图。本发明实施例采用电参数测试方法，不需要通过物理测量的方法便能测试出MOS管的实际沟道长度，具体的测试步骤如下:
[0021]步骤S101、分别获取第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管的最大跨导值和第二MOS管的最大跨导值，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同类型，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的工艺流程相同；
[0022]本发明实施例选用两个MOS管，该两个MOS管同为N沟道MOS管或同为P沟道MOS管，且该两个MOS管的工艺流程一样。模拟电子技术学科中介绍过MOS管的跨导是反映MOS管的栅源电压对漏极电流的控制能力的一项参数，是MOS管在某预设漏源电压时以栅源电压为横轴、漏极电流为纵轴的电特性曲线的斜率。当栅源电压刚好使MOS管开启时，其跨导值最大，称之为最大跨导。本发明实施例通过第一 MOS管的电特性曲线和第二 MOS管的电特性曲线分别获取第一 MOS管的最大跨导值和第二 MOS管的最大跨导值。
[0023]步骤S102、依据所述第一 MOS管的最大跨导值和所述第二 MOS管的最大跨导值获得沟道长度偏差值；
[0024]具体为依据公式(I)计算所述沟道长度偏差值:
[0025]y = (W2*L1*G1-W1*L2*G2)/(W2*G1_W1*G2) (I)
[0026]其中，W2表示所述第二 MOS管的预设沟道宽度，LI表示所述第一 MOS管的预设沟道长度，Gl表示所述第一 MOS管的最大跨导值，Wl表示所述第一 MOS管的预设沟道宽度，L2表示所述第二 MOS管的预设沟道长度，G2表示所述第二 MOS管的最大跨导值。
[0027]根据模拟电子技术学科可知，第一 MOS管的最大跨导值与第一 MOS管的实际沟道宽度成正比、与第一 MOS管的实际沟道长度成反比，第二 MOS管的最大跨导值与第二 MOS管的实际沟道宽度成正比、与第二 MOS管的实际沟道长度成反比，此处假设，第一 MOS管的实际沟道宽度与第一 MOS管的预设沟道宽度不存在偏差，第二 MOS管的实际沟道宽度与第二MOS管的预设沟道宽度不存在偏差。
[0028]若第一 MOS管的最大跨导值表不为Gl,第一 MOS管的预设沟道宽度表不为Wl,第一 MOS管的预设沟道长度表示为LI，第一 MOS管的预设沟道长度与第一 MOS管的实际沟道长度的沟道长度偏差值为y，第一 MOS管的最大跨导值Gl = x*ffl/(Ll-y)，x表示常数项。
[0029]同理，第二 MOS管的最大跨导值表示为G2，第二 MOS管的预设沟道宽度表示为W2，第二 MOS管的预设沟道长度表示为L2，由于两个MOS管同为N沟道MOS管或同为P沟道MOS管，且该两个MOS管的工艺流程一样，所以第二 MOS管的预设沟道长度与第二 MOS管的实际沟道长度的沟道长度偏差值也是y，第二 MOS管的最大跨导值G2 = x*W2/(L2-y)，由于第一MOS管和第二 MOS管是同类型且工艺流程一样的两个MOS管，所以常数项X相同。
[0030]通过Gl = x*Wl/(Ll-y)和G2 = x*W2/ (L2_y)相比很容易计算出y，具体的y =(W2*L1*G1-W1*L2*G2)/(W2*G1_W1*G2)。
[0031]步骤S103、依据所述沟道长度偏差值获得所述第一 MOS管的实际沟道长度和所述第二 MOS管的实际沟道长度。
[0032]所述第一 MOS管的实际沟道长度等于所述第一 MOS管的预设沟道长度LI减去所述沟道长度偏差值y，所述第二 MOS管的实际沟道长度等于所述第二 MOS管的预设沟道长度L2减去所述沟道长度偏差值y。
[0033]本发明实施例选用同类型且工艺流程一样的两个MOS管，依据MOS管的最大跨导值与MOS管的实际沟道宽度成正比、与MOS管的实际沟道长度成反比，将第一 MOS管的最大跨导值和第二 MOS管的最大跨导值相比计算出沟道长度偏差值，再通过沟道长度偏差值计算MOS管的实际沟道长度，不需要物理测试方法便能测试出MOS管的实际沟道长度，提高了对MOS管的实际沟道长度测量的精