专利名称：提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法
技术领域：
本发明涉及一种提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法。
背景技术：
由金属(M)-绝缘体(I)-半导体(S)组成的结构称为MIS结构，以这种结构形成 的器件称为MIS器件。请参阅
图1，图1是一种现有技术的MIS器件的三层结构示意图。所 述MIS器件10包括依次层叠设置的金属层11、绝缘层Is以及半导体层15，通常所述金属层 11称为栅极。若所述绝缘层13采用氧化物，则称为金属-氧化物-半导体(简写为M0S) 器件。若采用硅片半导体层上生长一层薄氧化膜后再覆盖一层铝金属层，就形成最常见的 MOS结构，通常所述氧化膜为Si02。当所述半导体层15接地，金属层11上施加电压时，所 述半导体层15的表面形成电荷层。所述MIS器件10的功能主要决定于所述绝缘层13的厚度，若所述绝缘层13的厚 度足够大(对于绝缘层是Si02层的情况，大于5nm)，则基本上不导电，这时即为MIS电容 器。当所述MIS器件10构成一个电容器时，所述金属层11和半导体层15形成电容器的两 个极板。随着集成电路技术的发展，MIS电容器的使用越来越广泛。然而，随着集成电路器件尺寸的不断减小，MIS电容器的栅极串联电阻(gate series resistance)对栅极延迟时间(gate delay time)的影响越来越大。相关文献(IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 46,NO. 7, JULY 1999)提供了一种测量电容的方 法，但是没有给出具体如何确定栅极串联电阻值或者泄露电阻值。为了准确的获得栅极延 迟时间，获得准确的MIS电容器的栅极串联电阻值成为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够准确提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电 阻值的方法。一种提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，包括如下步骤获得 所述电容器的三元件等效电路模型的阻抗公式；获得所述电容器的并联等效电路模型的阻 抗公式；在第一频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第一电容值和第一电阻值； 在第二频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第二电容值和第二电阻值；根据所 述电容器的三元件等效电路模型和并联等效电路模型的阻抗相等，利用所述第一、第二频 率值、所述第一、第二电容值、所述第一、第二电阻值计算获得所述电容器的栅极串联电阻 值或者泄露电阻值。本发明优选的一种技术方案，当所述电容器的三元件等效电路模型的阻抗、电容、
R0(l-jwCRD)
栅极串联电阻、泄露电阻分别为Z、C、RS、RP时，Z = Rs+ 1 + w2C2R2 。本发明优选的一种技术方案，当所述电容器的并联等效电路模型的阻抗、电容、电
4阻分别为Z'、C'、R'时，
权利要求
一种提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征在于，包括如下步骤获得所述电容器的三元件等效电路模型的阻抗公式；获得所述电容器的并联等效电路模型的阻抗公式；在第一频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第一电容值和第一电阻值；在第二频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第二电容值和第二电阻值；根据所述电容器的三元件等效电路模型和并联等效电路模型的阻抗相等，利用所述第一、第二频率值、所述第一、第二电容值、所述第一、第二电阻值计算获得所述电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值。
2.如权利要求1所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于当所述电容器的三元件等效电路模型的阻抗、电容、栅极串联电阻、泄露电阻分别为RD(l-jwCRD)Z^Up 时，Z = Rs+ 1 + w2c2r2 。
3.如权利要求2所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特 征在于当所述电容器的并联等效电路模型的阻抗、电容、电阻分别为Z'、C'、R'时，Df-J甘由Z_WC'(1 + D'2)，其中，wC'R'。
4.如权利要求3所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于所述电容器的三元件等效电路模型和并联等效电路模型的阻抗相等，R , Rp ^ P'WCR2p = 1S Ih-W2C2R^ wC'(1 + D'2) ‘ l + w2C2Rj wC'(1 + D'2) °
5.如权利要求4所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征在于当所述电容器的并联等效电路模型在所述第一频率4下，所述第一电容、第一电阻分2^f,CR2P11别为 C' ,R' i 时，1 + (2 戏 ^fwiW；2),其中，D; 二^[。
6.如权利要求5所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于当所述电容器的并联等效电路模型在所述第二频率4下，所述第二电容、第二电阻分Ini2CR2v1, 1别为 C' W ++ ’其中，
7.如权利要求6所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于所述电容器的三元件等效电路模型的电容c=f〗2e;(i+me2(i+z^)。1I _ 2
8.如权利要求7所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于所述电容器的三元件等效电路模型的泄露电阻Rp= /。■y W U + U J-WL/
9.如权利要求所7述的提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，其特征 在于所述电容器的三元件电路等效模型的栅极串联电阻Rs = ^c^+O'2)' ! + ^2C2R2 °
10.如权利要求1到9中任意一项权利要求所述的提取电容器的栅极串联电阻值或者 泄露电阻值的方法，其特征在于所述电容器是MIS电容器。
全文摘要
本发明涉及一种提取电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值的方法，包括步骤获得所述电容器的三元件等效电路模型的阻抗公式；获得所述电容器的并联等效电路模型的阻抗公式；在第一频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第一电容值和第一电阻值；在第二频率下，测量所述电容器的并联等效电路模型的第二电容值和第二电阻值；根据所述电容器的三元件等效电路模型和并联等效电路模型的阻抗相等，利用所述第一、第二频率值、所述第一、第二电容值、所述第一、第二电阻值计算获得所述电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值。本发明能够准确获得电容器的栅极串联电阻值或者泄露电阻值。
文档编号G01R27/02GK101975889SQ20101025055
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者余泳 申请人:上海宏力半导体制造有限公司