【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及晶圓檢測領域，具體涉及一種開爾文探頭測量金屬功函數的方法及系統。
技術介紹
1、金屬柵極功函數(metal?gate?work?function)指的是金屬柵極材料中電子逸出表面所需的最小能量。在半導體器件中，金屬柵極功函數對器件的性能有著重要影響。合適的金屬柵極功函數可以優化晶體管的閾值電壓、載流子遷移率等關鍵參數，從而改善器件的電學性能，如開關速度、功耗等。不同的金屬材料具有不同的功函數值，在半導體工藝中需要根據具體的設計要求和性能目標來選擇合適的金屬柵極材料。
2、金屬柵極功函數是金屬-氧化物-半導體晶體管(mosfet)的尺寸縮小到45nm和32nm技術節點時，新一代金屬/高k介質結構替代傳統的多晶硅/sio2結構的關鍵參數之一，它影響器件的平帶電壓，決定mosfet器件的閾值電壓，從而決定器件的驅動性能。在高k金屬柵工藝中，金屬柵極功函數的實現具有一定的難度，主要原因包括以下幾點：界面特性的影響：金屬柵極與高k介質之間的界面特性對功函數有重要影響。界面化學成分、界面原子成鍵結構、界面缺陷、金屬多晶納米顆粒的晶向等都可能導致功函數的變化，因此需要對界面進行精確控制和優化。工藝復雜性：高k金屬柵工藝通常涉及復雜的沉積、退火和圖案化等工藝步驟，這些工藝過程可能會對金屬柵極功函數產生影響。例如，高溫處理可能導致功函數的漂移，而圖案化過程中的刻蝕和清洗步驟也可能引入界面缺陷。材料選擇和兼容性：選擇合適的金屬柵極材料和高k介質材料，并確保它們之間的兼容性是實現所需功函數的關鍵。不同材料的功函數可能相互影響
3、因此，如何獲取準確的金屬層的功函數，是本領域技術人員關注的焦點。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提出一種開爾文探頭測量金屬功函數的方法及系統，可以獲取準確的金屬層的功函數。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種開爾文探頭測量金屬功函數的方法，包括：
3、提供基板，所述基板的表面具有待測金屬薄膜；
4、將所述金屬薄膜接地；
5、利用電壓施加裝置對開爾文探針裝置的振動探頭施加變化的電壓；
6、利用電流監測裝置實時監測所述探頭與所述待測金屬薄膜之間的電流變化，當監測到電流值為0時，停止電壓的施加，并獲取當前的施加電壓值；
7、所述待測金屬薄膜的功函數為電流值為0時施加的電壓與探頭金屬的功函數之和。
8、可選方案中，通過繼電器開關，控制所述待測金屬薄膜接地。
9、可選方案中，通過上位機控制所述開爾文探針裝置的探頭振動，以及控制所述繼電器開關的通斷。
10、可選方案中，通過所述上位機控制所述電壓施加裝置對所述探頭施加變化的電壓；
11、所述上位機顯示所述電壓施加裝置的電壓數據、所述電流監測裝置的電流數據。
12、可選方案中，所述基板包括半導體襯底和位于所述半導體襯底上的介質層，所述待測金屬薄膜位于所述介質層上方。
13、可選方案中，所述半導體襯底為硅襯底，所述介質層為二氧化硅或高k介質。
14、本專利技術還提供了一種開爾文探頭測量金屬功函數的系統，包括：
15、開爾文探針裝置，所述開爾文探針裝置具有可振動的探頭；
16、電壓施加裝置，用于為所述探頭施加變化的電壓；
17、電流監測裝置，用于實時監測所述探頭與待測金屬薄膜之間的電流變化；
18、接地裝置，用于將待測金屬薄膜接地；
19、當監測到電流值為0時，獲取所述探頭的測試值；
20、所述金屬薄膜的功函數為所述探頭的測試值和探頭金屬的功函數之和。
21、可選方案中，所述接地裝置包括繼電器開關。
22、可選方案中，所述系統包括上位機，所述上位機用于：
23、控制所述探頭的振動；
24、控制所述繼電器開關的通斷；
25、控制所述電壓施加裝置對所述開爾文探針裝置的探頭施加變化的電壓；
26、顯示所述電壓施加裝置的電壓數據、所述電流監測裝置的電流數據。
27、本專利技術的有益效果在于：
28、本專利技術可以準確的獲取金屬薄膜的功函數。
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1.一種開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過繼電器開關，控制所述待測金屬薄膜接地。
3.如權利要求2所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過上位機控制所述開爾文探針裝置的探頭振動，以及控制所述繼電器開關的通斷。
4.如權利要求3所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過所述上位機控制所述電壓施加裝置對所述探頭施加變化的電壓；
5.如權利要求1所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，所述基板包括半導體襯底和位于所述半導體襯底上的介質層，所述待測金屬薄膜位于所述介質層上方。
6.如權利要求5所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法人，其特征在于，所述半導體襯底為硅襯底，所述介質層為二氧化硅或高K介質。
7.一種開爾文探頭測量金屬功函數的系統，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的開爾文探頭測量金屬功函數的系統，其特征在于，所述接地裝置包括繼電器開關。
9.如權利要求8所
...【技術特征摘要】
1.一種開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過繼電器開關，控制所述待測金屬薄膜接地。
3.如權利要求2所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過上位機控制所述開爾文探針裝置的探頭振動，以及控制所述繼電器開關的通斷。
4.如權利要求3所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法，其特征在于，通過所述上位機控制所述電壓施加裝置對所述探頭施加變化的電壓；
5.如權利要求1所述的開爾文探頭測量金屬功函數的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：施朱斌，劉相華，施立春，聶圣國，
申請(專利權)人：麥嶠里上海半導體科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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