残留多晶硅监测结构、结构版图、方法及半导体器件

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种残留多晶硅监测结构、版图、方法及半导体器件。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电子产品的应用越来越广泛，而电子产品中通常会用到各种半导体产品。随着科技的发展及人们需求的增加，人们对半导体产品的性能要求也越来越高。

例如，针对具有存储单元的闪存存储器而言，而闪存存储器失效导致闪存存储器的性能大大降低，而闪存存储器早期失效的一个原因是由于浅沟道隔离结构与衬底上的有源区之间存在高度差，而带着在刻蚀形成字线时导致多晶硅存在残留，进而在字线加高压时造成字线与有源区短路，从而使闪存存储器失效。因此，对残留多晶硅的监测是闪存存储器制备过程中重要的监测项目。而现有残留多晶硅监测结构在监测残留多晶硅时，通常监测效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供残留多晶硅监测结构、结构版图、方法及半导体器件，以解决现有残留多晶硅监测结构在监测残留多晶硅时，监测效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种残留多晶硅监测结构，包括：具有有源区和浅沟道隔离结构的衬底、形成在所述衬底上多晶硅条、条形金属条、侧墙和介质层，

其中，所述有源区包括至少一个第一有源区和至少一个第二有源区，所述第一有源区和所述第二有源区相互垂直交叉，所述浅沟道隔离结构与所述第一有源区和所述第二有源区交替排布；

所述条形金属条位于所述第二有源区上且横跨所述第一有源区，所述多晶硅条与所述条形金属条间隔平行设置，并横跨所述第一有源区和与所述第一有源区交替排布的所述浅沟道隔离结构，所述侧墙形成在所述多晶硅条侧边，并位于所述多晶硅条和所述条形金属条之间，所述介质层形成在所述衬底上，并至少位于所述有源区和所述多晶硅条之间；以及，

所述金属条和所述多晶硅条用于被施加电压，以根据所述金属条和所述多晶硅条之间的电流大小，判断刻蚀形成所述多晶硅条后，位于所述多晶硅条侧边的所述侧墙内是否存在残留多晶硅。

可选的，每个所述条形金属条横跨所有所述第一有源区。

可选的，所述多晶硅条至少为两个，至少两个所述多晶硅条分别与所述第二有源区间隔平行设置，相邻两个所述多晶硅条之间设置一个所述条形金属条，且所述条形金属条设置在相邻两个所述多晶硅条的正中间；或者，相邻两个所述多晶硅条之间设置两个所述条形金属条，两个所述条形金属条将相邻两个所述多晶硅条之间的距离三等分。

可选的，所述条形金属条的宽度为0.15um～0.2um，以及，所述条形金属条与所述多晶硅条之间的距离为0.05um～0.1um。

为解决上述问题，本发明还提供一种残留多晶硅监测结构版图，所述残留多晶硅监测结构版图用于制备如上述任意一项所述的残留多晶硅监测结构，所述残留多晶硅监测结构版图包括叠加的有源区版图、浅沟道隔离结构版图、多晶硅版图、金属条版图、侧墙版图以及介质层版图；其中，

所述有源区版图包括至少一个第一有源区图形和至少一个第二有源区图形，所述第一有源区图形和所述第二有源区图形相互垂直交叉；

所述浅沟道隔离结构版图包括浅沟道隔离结构图形，所述浅沟道隔离图形与所述第一有源区图形和所述第二有源区图形交替排布；

所述条形金属条版图包括条形金属条图形，所述条形金属条图形位于所述第二有源区图形上且横跨所述第一有源区图形；

所述多晶硅条版图包括多晶硅条图形，所述多晶硅条图形与所述条形金属条图形间隔平行设置，并横跨所述第一有源区图形和与所述第一有源区图形交替排布的所述浅沟道隔离结构图形；

所述侧墙版图包括侧墙图形，所述侧墙图形位于所述多晶硅条图形侧边，并位于所述多晶硅条图形和所述条形金属条图形之间；以及，

所述介质层版图包括介质层图形，所述介质层图形至少位于所述有源区图形和所述多晶硅条图形之间。

可选的，每个所述条形金属条图形横跨所有所述第一有源区图形。

可选的，所述多晶硅条图形至少为两个，至少两个所述多晶硅条图形分别与所述第二有源区图形间隔平行设置，相邻两个所述多晶硅条图形之间设置一个所述条形金属条图形，且所述条形金属条图形设置在相邻两个所述多晶硅条图形的正中间；或者，

相邻两个所述多晶硅条图形之间设置两个所述条形金属条图形，两个所述条形金属条图形将相邻两个所述多晶硅条图形之间的距离三等分。

可选的，所述条形金属条图形的宽度为0.15um～0.2um，以及，所述条形金属条图形与所述多晶硅条图形之间的距离为0.05um～0.1um。

为解决上述问题，本发明还提供一种残留多晶硅的监测方法，包括：

提供上述任意一项所述的残留多晶硅监测结构；

给相邻的条形金属条和多晶硅条施加电压，并测量被施加电压的所述条形金属条和所述多晶硅条之间的电流大小，并根据所述电流大小以判断，被施加电压的所述多晶硅条侧边的所述侧墙内是否存在残留多晶硅。

可选的，给所述条形金属条施加0V电压，给所述多晶硅条施加10V～12V电压。

可选的，若被施加电压的相邻所述条形金属条和所述多晶硅条之间的电流在0～100A时，判断被施加电压的所述多晶硅条侧边的侧墙内存在所述残留多晶硅；以及，

若被施加电压的相邻所述条形金属条和所述多晶硅条之间的电流在1μA～100μA时，判断被施加电压的所述多晶硅条侧边的所述侧墙内无所述残留多晶硅残留。

为解决上述问题，本发明还提供一种半导体器件，其特征在于，包括如上述任意一项所述的残留多晶硅监测结构，所述残留多晶硅监测结构形成在所述衬底的切割道区。

本发明提供的一种残留多晶硅监测结构，将位于第二有源区上的金属条设置成条形，并使条形金属条横跨第一有源区。如此能够大大缩短金属条的边缘和残留多晶硅之间的距离。则在给条形金属条和多晶硅条施加电压时，金属条和多晶硅之间的侧墙更容易被击穿，二者间的电流更容易被检测到。以提高位于多晶硅条侧边的侧墙内的残留多晶硅的检出率，进而提升残留多晶硅监测结构的监测效果。

附图说明

图1是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构的俯视结构示意图。

图2是图1中沿AB方向的剖面图。

图3是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构部分结构的俯视结构示意图。

图4是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构版图的俯视结构示意图。

其中，附图标记如下：

1-有源区；

11-第一有源区； 12-第二有源区；

2-浅沟道隔离结构；

3-多晶硅条；

4-条形金属条4；

5-侧墙；

6-介质层；

7-残留多晶硅；

A-有源区版图；

10-有源区图形；

101-第一有源区图形； 102-第二有源区图形；

B-浅沟道隔离结构版图； 20-浅沟道隔离结构图形；

C-多晶硅条版图； 30-多晶硅条图形；

D-条形金属条版图； 40-金属条图形；

E-侧墙版图； 50-侧墙图形；

F-介质层版图； 60-介质层图形。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的残留多晶硅监测结构、结构版图、方法及半导体器件作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

图1是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构的俯视结构示意图。图2是图1中沿AB方向的剖面图。图3是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构部分结构的俯视结构示意图。如图1到图3所示，本实施例提供的一种残留多晶硅监测结构，包括：具有有源区1和浅沟道隔离结构2的衬底100、形成在所述衬底100上的多晶硅条3、条形金属条4、侧墙5和介质层6；

其中，所述有源区1包括至少一个第一有源区11和至少一个第二有源区12，所述第一有源区11和所述第二有源区12相互垂直交叉；所述浅沟道隔离结构2与所述第一有源区11和所述第二有源区12交替排布。

所述条形金属条4位于所述第二有源区12上且横跨所述第一有源区11。所述多晶硅条3与所述条形金属条4间隔平行设置，并同样横跨所述第一有源区11和与所述第一有源区11交替排布的所述浅沟道隔离结构2。所述侧墙5形成在所述多晶硅条3侧边，并位于所述多晶硅条3和所述条形金属条4之间，所述介质层形成在所述衬底100上，并至少位于所述有源区1和所述多晶硅条3之间，以使所述有源区1和所述多晶硅条3之间相互绝缘。以及，在本实施例中，所述条形金属条4与所述有源区1相互导通。

在对所述检测结构进行检测时，可通过对所述金属条4和所述多晶硅条3施加电压，以获取所述金属条4和所述多晶硅条3之间的电流大小，并根据所述电流大小，以判断刻蚀形成所述多晶硅条3后，位于所述多晶硅条3侧边的所述侧墙5内是否存在残留多晶硅7。

由于第一有源区11与浅沟道隔离结构2相交的区域存在高度差，因此，在刻蚀形成横跨所述第一有源区11和所述浅沟道隔离结构2的所述多晶硅条3时，在所述第一有源区11和所述浅沟道隔离结构2相交处通常会存在残留多晶硅7。而在本实施例中，将位于第二有源区2(与所述第一有源区11相互垂直交叉)上的金属条4设置成条形，并使所述金属条4横跨所述第一有源区11。能够大大缩短所述金属条4的边缘和所述残留多晶硅7之间的距离。如此则在给所述条形金属条4和所述多晶硅条3施加电压时，所述金属条4和所述多晶硅3之间的所述侧墙5更容易被击穿，二者间的电流更容易被检测到。以提高位于多晶硅条3侧边的侧墙5内残留多晶硅7的检出率，进而提升残留多晶硅监测结构的监测效果。

继续参图1到图3所示，所述第一有源区11至少为两个，至少两个所述第一有源区11间隔平行设置，所述矩形金属条4横跨所有所述第一有源区11。如此一来位于所有所述第一有源区11上的残留多晶硅7均能被监测到，以进一步的提升所述残留多晶硅监测结构的监测效果。本实施例中，所述第二有源区12同样至少为两个，相邻两个所述第二有源区12相互平行设置，其中，所述浅沟道隔离结构2隔离相邻所述第一有源区11，且隔离相邻所述第二有源区12。

以及，在本实施例中，所述有源区1中注入的离子可以为P型离子，也可以为N型离子。所述浅沟道隔离结构2、所述侧墙5以及所述介质层6的材料可以选自氧化硅、氮化硅或氮氧化硅其中至少一种。

进一步的，继续参图1所示，在本实施例中，所述多晶硅条3至少为两个，至少两个所述多晶硅条3分别与所述第二有源区12间隔平行设置，相邻两个所述多晶硅条3之间设置一个所述条形金属条4，且所述条形金属条4设置在相邻两个所述多晶硅条3的正中间。如此，以避免监测时因距离不等问题导致检测失常。

此外，可选的，相邻两个所述多晶硅条3之间设置两个所述条形金属条4，两个所述条形金属条4将相邻两个所述多晶硅条3之间的距离三等分。如此，则可获得两组监测数据，可以通过两组数据相互校正以获取准确的监测结构，例如取平均等。

进一步的，所述金属条4的宽度为0.15um～0.2um，以及，所述矩形金属条4与所述多晶硅条3之间的距离为0.05um～0.1um。

基于如上所述的检测结构，本实施例还提供一种半导体器件，其包括如上所述的残留多晶硅的监测结构，所述残留多晶硅的监测结构设置在所述衬底100的切割道区。

进一步的，可使切割道区中的所述监测结构其各部分的结构以及尺寸等与所述半导体器件的器件区中的器件结构以及尺寸等相同，如此，即可利用所述监测结构精确的反映出器件区的多晶硅残留情况。例如，监测结构中的多晶硅条3可对应于所述器件区内闪存存储器的字线结构，监测结构中的有源区1与所述闪存存储器的有源区结构相同。以及，在器件区中相邻多晶硅条之间的中间位置，可形成有所述闪存存储器的浮栅、侧墙结构、位线等。

继续参图1～图3所示，本实施例还公开了一种残留多晶硅的监测方法，所述方法包括如下步骤一和步骤二。

在步骤一中，提供如上述所述的残留多晶硅监测结构。

在步骤二中，给相邻的所述条形金属条4和所述多晶硅条3施加电压，并测量被施加电压的所述条形金属条4和所述多晶硅条3之间的电流大小，并根据所述电流大小判断被施加电压的所述多晶硅条3侧边的所述侧墙5内是否存在残留多晶硅7。

其中，在本实施例中，给所述条形金属条4施加0V电压，给所述多晶硅条施加10V～12V电压。以及，若被施加电压的相邻的所述条形金属条4和所述多晶硅条3之间的电流在0～100A时，判断被施加电压的所述多晶硅条3侧边的侧墙5内存在所述残留多晶硅7。

若被施加电压的相邻的所述条形金属条4和所述多晶硅条3之间的电流在1μA～100μA时，判断被施加电压的所述多晶硅条3侧边的侧墙5无所述残留多晶硅7残留。

图4是本发明一实施例的残留多晶硅监测结构版图的俯视结构示意图。如图4所示，本实施例还公开一种残留多晶硅测试结构版图，其中，所述残留多晶硅监测结构版图用于制备如上述所述的残留多晶硅监测结构，所述残留多晶硅监测结构版图叠加的有源区版图A、浅沟道隔离结构版图B、多晶硅版图C、条形金属条版图D、侧墙版图E以及介质层版图F。

在本实施例中，所述有源区版图A包括至少一个第一有源区图形101和至少一个第二有源区图形102，所述第一有源区图形101和所述第二有源区图形102相互垂直交叉。

所述浅沟道隔离结构版图B包括浅沟道隔离结构图形20，所述浅沟道隔离图形20与所述第一有源区图形101和所述第二有源区图形102交替排布。

所述条形金属条版图D包括条形金属条图形40，所述条形金属条图形40位于所述第二有源区图形102上且横跨所述第一有源区图形101。

所述多晶硅条版图C包括多晶硅条图形30，所述多晶硅条图形30与所述条形金属条图形40间隔平行设置，并横跨所述第一有源区图形101和与所述第一有源区图形101交替排布的所述浅沟道隔离结构图形20。

所述侧墙版图E包括侧墙图形50，所述侧墙图形50位于所述多晶硅条图形30侧边，并位于所述多晶硅条图形30和所述条形金属条图形40之间；以及，

所述介质层版图F包括介质层图形60，所述介质层图形60至少位于所述有源区图形10和所述多晶硅条图形30之间。

进一步的，继续参图4所示，每个所述条形金属条图形40横跨所有所述第一有源区图形101。

以及，所述多晶硅条图形30至少为两个，至少两个所述多晶硅条图形30分别与所述第二有源区图形102间隔平行设置，相邻两个所述多晶硅条图形30之间设置一个所述条形金属条图形40，且所述条形金属条图形40设置在相邻两个所述多晶硅条图形30的正中间。

或者，相邻两个所述多晶硅条图形30之间设置两个所述条形金属条图形40，两个所述条形金属条图形40将相邻两个所述多晶硅条图形30之间的距离三等分。

继续参图4所示，本实施例中，所述条形金属条图形20的宽度为0.15um～0.2um，以及，所述条形金属条图形40与所述多晶硅条图形30之间的距离为0.05um～0.1um。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。