[發(fā)明專利]一種SOI_MOSFET的熱阻提取方法

有效

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• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103411997A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 卜建輝;李瑩;畢津順;李書振;羅家俊;韓鄭生
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

技術領域

本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種SOI_MOSFET的熱阻提取方法。

背景技術

SOI（Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅）技術是在頂層硅和背襯底之間引入了一層BOX（Buried?Oxide，埋氧化）層。通過在絕緣體上形成半導體薄膜，SOI材料具有了體硅所無法比擬的優(yōu)點：可以實現(xiàn)集成電路中元器件的介質隔離，徹底消除了體硅CMOS電路中的寄生閂鎖效應；采用這種材料制成的集成電路還具有寄生電容小、集成密度高、速度快、工藝簡單、短溝道效應小及特別適用于低壓低功耗電路等優(yōu)勢，因此可以說SOI將有可能成為深亞微米的低壓、低功耗集成電路的主流技術。

但在實際應用中由于BOX層的導熱性很差，僅有約為硅的百分之一，因此妨礙了SOI器件的冷卻，導致器件溫度上升，進而產生嚴重的自加熱效應。自加熱效應使得載流子遷移率退化、結漏電增加、碰撞電離幾率增強、飽和區(qū)出現(xiàn)負的微分電導現(xiàn)象。需要注意的是，在直流情況下當功率很高時，自加熱效應會很明顯。但當器件在高頻下工作時，自加熱效應便會消失。因為大部分電路工作在自加熱效應的邊界頻率，為了精確的電路模擬，我們有必要提取與自加熱效應相關的參數(shù)，熱阻是其中最重要的參數(shù)之一。當熱量在物體內部以熱傳導的方式傳遞時，遇到的熱阻稱為導熱熱阻。對于熱流經過的截面積不變的平板，導熱熱阻為L/(kA）。其中L為平板的厚度，A為平板垂直于熱流方向的截面積，k為平板材料的熱導率。在半導體領域，

芯片表面每耗散1W的功率，芯片pn結點的溫度與襯底之間的溫差稱為熱阻Rth，單位為℃/W。數(shù)值越低，表示芯片中的熱量傳導到襯底上越快。這有利于降低芯片中pn結的溫度。

目前主要采用PIV法測量熱阻，但PIV設備比較昂貴，很多實驗室或公司都沒有此設備。在就給實際應用帶來了不便。同時也增加了實驗成本。

因此，希望提出一種簡單易行的熱阻提取方法，來解決上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種可以解決上述問題的熱阻提取方法，該方法包括以下步驟：

a)設計一種器件，所述器件的柵結構的兩端都引出連線；

b)在不同溫度下測試所述柵結構的電阻，獲得其電阻隨溫度變化的特性；

c)在常溫下，使所述器件處于工作狀態(tài)，測試此時所述柵結構的電阻；

d)將所述柵結構在常溫工作狀態(tài)下的電阻代入步驟b）所得到的溫度變化特性中，得到工作狀態(tài)下器件的真實溫度，進而求出熱阻。

與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明提供的技術方案具有如下優(yōu)點：通過利用柵電阻的溫度特性來提取器件的熱阻，簡單易行，避免了使用PIV設備帶來成本過高的問題。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的熱阻提取方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的用來提取熱阻的器件結構；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例的柵電阻的溫度特性；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的器件工作狀態(tài)下的柵電阻特性。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例。

所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結構。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體結構的制造方法。下面，將結合圖2至圖4通過本發(fā)明的一個實施例對圖1熱阻提取方法進行具體描述。如圖1所示，本發(fā)明所提供的熱阻提取方法包括以下步驟：

在步驟S101中，設計一種器件，所述器件的柵結構的兩端G1和G2都引出連線。