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Dokumentenidentifikation DE102005003000B4 08.02.2007
Titel Halbleiterprodukt mit einem Halbleitersubstrat und einer Teststruktur und Verfahren
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Roßkopf, Valentin, Dr., 86554 Pöttmes, DE;
Felber, Andreas, 01157 Dresden, DE;
Lachenmann, Susanne, Dr., 81827 München, DE;
Sukman-Prähofer, Sibina, 80337 München, DE
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 21.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005003000
Offenlegungstag 03.08.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/544(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 27/108(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H01L 21/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterprodukt mit einem Halbleitersubstrat und einer Teststruktur. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Messung an einem Halbleiterprodukt mit einer Teststruktur.

Integrierte Halbleiterspeicher lassen sich in flüchtige und nicht-flüchtige Halbleiterspeicher unterteilen. In flüchtigen Halbleiterspeichern müssen die in den Speicherzellen gespeicherten Ladungen innerhalb binnen kurzer Zeit stets erneut wiederaufgefrischt werden, da sonst die gespeicherten Ladungen durch Leckströme verlorengehen. In nicht-flüchtigen Halbleiterspeichern bleiben gespeicherte Informationen hingegen lange Zeit, typischerweise mehrere Jahre erhalten. Eine Art flüchtiger Halbleiterspeicher sind DRAMs (dynamic random access memories), deren Speicherzellen je einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator aufweisen. Der Auswahltransistor wird durch eine Wortleitung und eine Bitleitung angesteuert. Der Speicherkondensator wird zugänglich, wenn der Auswahltransistor durch geeignete Vorspannungen der Bitleitung und der Wortleitung geöffnet wird. Dabei wird eine gespeicherte Information eingeschrieben oder aus ihr ausgelesen. Zusätzlich werden stets nach erneutem Ablauf der Wiederauffrischungszeit die Speicherinhalte der flüchtigen Speicherzelle wiederausgelesen, verstärkt und zurückgeschrieben.

Die Speicherkondensatoren in einem DRAM können etwa als Grabenköndensatoren oder als Stapelkondensatoren ausgebildet sein. Im Falle des Grabenkondensators wird in das Halbleitersubstrat ein tiefer Graben (deep trench) geätzt, dessen Grabenwandung zunächst mit einem Kondensatordielektrikum bedeckt und dessen Grabeninneres später mit einem leitfähigen Material gefüllt wird. Dieses bildet die innere Kondensatorelektrode. Die äußere Kondensatorelektrode besteht aus einem dotierten Substratbereich in der Umgebung des Grabens. Die äußere Kondensatorelektrode wird mithilfe einer vergrabenen dotierten Schicht (buried layer) elektrisch kontaktiert.

Ein oberer Bereich des Kondensatorgrabens wird mit isolierendem Material gefüllt, um Leckströme zwischen an der Substratoberfläche anzuordnenden Auswahltransistoren und dem Grabenkondensator zu verhindern. Zur elektrischen Kontaktierung der inneren Kondensatorelektrode wird ein Bereich des Kondensatordielektrikums am oberen Ende der inneren Kondensatorelektrode entfernt und darüber leitfähiges Material abgeschieden, welches sowohl die innere Kondensatorelektrode als auch die Grabenwandung unmittelbar berührt. Das abgeschiedene leitfähige Material ist ein dotiertes Material, dessen Dotierstoffe während eines gezielt durchgeführten Temperaturbehandlung in das umliegende Substratmaterial ausdiffundieren können. Dadurch wird ein Diffusionsgebiet hergestellt, das nach Durchführung der Temperaturbehandlung bis zu einem Source/Drain-Gebiet des zugehörigen Auswahltransistors reicht und mit diesem überlappt. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen dem Auswahltransistor und der inneren Kondensatorelektrode hergestellt.

Der durch die ausdiffundierten Dotierstoffe gebildete Bereich wird üblicherweise als buried strap bezeichnet. Heutige Halbleiterspeicher besitzen Speicherzellen, in denen der buried strap lediglich auf derjenigen Seite des Randes des Grabenkondensators angeordnet ist, die dem Auswahltransistor zugewandt ist. Durch die Dotierstoffkonzentration der inneren Kondensatorelektrode (oder des auf ihm abgeschiedenen, bis zur Grabenwandung reichenden dotierten Materials) sowie durch die Dauer und die Temperatur der Temperaturbehandlung lassen sich Größe und Leitfähigkeit des buried strap kontrollieren.

Der Auswahltransistor ist meistens ein MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor), der zwei Source/Drain-Gebiete aufweist, zwischen denen ein Inversionskanal ausbildbar ist. Über dem Kanalgebiet ist zunächst das Gateoxid und darüber der Gate-Schichtenstapel angeordnet, in dem die Gate-Elektrode, die einen Leiterbahnabschnitt der Wortleitung bildet, verläuft. Eines der Source/Drain-Gebiete des Auswahltransistors ist an die Bitleitung angeschlossen. Das andere Source/Drain-Gebiet des Auswahltransistors ist durch den buried strap mit der inneren Kondensatorelektrode des Grabenkondensators verbunden.

Integrierte Halbleiterspeicher werden hergestellt, indem auf einem Halbleiterwafer eine Vielzahl von Speicherschaltungen gefertigt wird und der Halbleiterwafer anschließend in Speicherchips vereinzelt wird. Dabei wird der Halbleiterwafer entlang von Zwischenräumen zwischen jeweils benachbarten Speicherschaltungen, d. h. entlang von Linien eines Sägerahmens gesägt oder auf andere Weise durchgetrennt. Die auf den Halbleiterchips bereits vorher ausgebildeten Schaltungen werden nach dem vereinzelnen des Wafers elektrisch kontaktiert und eingehäust.

Bei der Herstellung der integrierten Halbleiterschaltungen auf den Halbleiterwafer lassen sich in Teilbereichen des Sägerahmens zusätzliche Halbleiterstrukturen, insbesondere Teststrukturen ausbilden, die bei einer elektrischen Messung Zusatzinformationen über die Qualität der eigentlichen Speicherschaltungen liefern können. Es ist beispielsweise möglich, Bereiche eines Speicherzellenfeldes in einer Teststruktur, die auf dem Sägerahmen anzuordnen ist, nachzubilden und die Teststruktur so mit äußeren Anschlüssen zu verbinden, dass durch elektrische Messungen elektrische Parameter wie etwa ohmsche Widerstände, Leckströme o. a. bestimmt werden können. Solche Messungen werden durchgeführt, in dem ähnlich wie beim elektrischen Funktionstest der Speicherschaltungen Testnadeln eines Testkopfes auf die Waferoberfläche aufgesetzt werden, die die ausgebildeten elektrischen Strukturen kontaktieren. Einige Testnadeln können so angeordnet werden, dass sie beim Aufsetzen des Testkopfes eine in einem Sägerahmen angeordnete Teststruktur kontaktieren. So lassen sich elektrische Messungen durchführen, die in der integrierten Halbleiterschaltung selbst nicht durchführbar ist.

Eine Halbleiterschaltung mit einer Teststruktur, die zur Charakterisierung eines Dotierstoffdiffusionsgebietes innerhalb von Speicherzellen dient, ist DE 102 45 533 A1 bekannt. Eine weitere Halbleiterschaltung mit einer Teststruktur, die Grabenkondensatoren umfasst, ist aus US 6,339 228 B1 bekannt.

Eine elektrische Messgröße, die bei einem flüchtigen Halbleiterspeicher von Interesse ist, ist der ohmsche Widerstand des buried strap zwischen dem Auswahltransistor und dem Grabenkondensator. In einem fertiggestellten Speicherzellenfeld ist er nicht ohne weiteres messbar, da über eine Bitleitung, den Auswahltransistor und den buried strap lediglich Informationen in den Grabenkondensator eingeschrieben oder ausgelesen werden können, jedoch nicht Messströme durch den buried strap hindurch geleitet werden können, ohne zugleich über den Kanalbereich des Auswahltransistors zu fließen. Daher kann niemals der ohmsche Widerstand des buried strap allein gemessen werden, sondern lediglich die Summe der Widerstände des buried strap, des Auswahltransistors und der Bitleitung. Zudem ist eine Messung des ohmschen Widerstands dadurch erschwert, dass der buried strap nur von einer Seite her elektrisch zugänglich ist, wohingegen die andere Seite des buried strap mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist, welche allseitig von isolierendem Material umgeben ist.

Auch bei Messungen anderer elektrischer Parameter an Teststrukturen, die dem Speicherzellenfeld nachgebildet sind, müssen zwangsläufig Auswahltransistoren in der Teststruktur vorgesehen sein, über welche die Messströme fließen. Dadurch werden auch Messungen der Leitfähigkeit anderer Strukturelemente, beispielsweise der Kondensatorelektroden, durch den ohmschen Widerstand des Auswahltransistors verfälscht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, elektrische Messungen zu ermöglichen, deren Messergebnisse Aufschlüsse über Strukturelemente integrierter Speicherzellenfelder liefern, jedoch nicht durch den elektrischen Widerstand integrierter Auswahltransistoren verfälscht sind. Insbesondere soll eine präzisere elektrische Messung des ohmschen Widerstandes eines buried strap oder einer inneren Kondensatorelektrode ermöglicht werden. Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiterprodukt bereitzustellen, das solche elektrischen Messungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Halbleiterprodukt gemäß Anspruch 1 mit einem Halbleitersubstrat und einer Teststruktur gelöst, wobei die Teststruktur folgendes aufweist:

  • – zumindest einen ersten Transistor, der ein erstes und ein zweites Source/Drain-Gebiet, die in dem Halbleitersubstrat angeordnet sind, eine Isolationsschicht und eine Gate-Elektrode aufweist, wobei die Gate-Elektrode durch die Isolationsschicht von dem Halbleitersubstrat getrennt ist,
  • – mindestens einen Grabenkondensator, der eine in einem Graben angeordnete innere Kondensatorelektrode aufweist,
  • – ein in dem Halbleitersubstrat angeordnetes Dotierstoffdiffusionsgebiet, das die innere Kondensatorelektrode mit dem ersten Source/Drain-Gebiet verbindet,
  • – zumindest eine erste Leiterbahn und
  • – zumindest einen ersten Kontaktanschluss, der an die erste Leiterbahn angeschlossen ist,

    wobei der erste Kontaktanschluss das erste Source/Drain-Gebiet des ersten Transistors, welches durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist, kontaktiert.

Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterprodukt mit einer Teststruktur bereitgestellt, bei der ein Kontaktanschluss dasjenige Source/Drain-Gebiet des Transistors mit einer Leiterbahn kontaktiert, welches durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet leitend mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist. Herkömmlich sind Teststrukturen stets so aufgebaut, dass bei einem Auswahltransistor das eine Source/Drain-Gebiet mit einer Leiterbahn verbunden ist, wohingegen das andere Source/Drain-Gebiet mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist. Die elektrische Verbindung des einen Source/Drain-Gebiets mit der Leiterbahn wird üblicherweise durch einen Kontaktanschluss hergestellt, der auf diesem Source/Drain-Gebiet angeordnet ist. Die elektrische Verbindung des anderen Source/Drain-Gebietes mit der inneren Kondensatorelektrode wird durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet, d. h den buried strap hergestellt. Der buried strap und der Kontaktanschluss kontaktieren somit jeweils zwei Source/Drain-Gebiete eines Auswahltransistors, die voneinander durch den Kanalbereich getrennt sind. Daher können Messströme herkömmlich nur über das Kanalgebiet des Auswahltransistors fliessen, wodurch elektrische Messungen aufgrund des Kanalwiderstands verfälscht werden.

Erfindungsgemäß hingegen wird dasjenige Source/Drain-Gebiet, das durch den buried strap mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist, zugleich auch mit der Leiterbahn leitend verbunden. Dies kann beispielsweise mithilfe eines Kontaktanschlusses geschehen, der wie in herkömmlicher Weise hergestellt wird. Dieser Kontaktanschluss wird jedoch erfindungsgemäß auf dem mit der inneren Kondensatorelektrode verbundenen Source/Drain-Gebiet angeordnet, wodurch dieses erste Source/Drain-Gebiet zugleich mit der Leiterbahn verbunden wird. Die Leiterbahn dient innerhalb der Teststrukturen zur elektrischen Ansteuerung des Dotierstoffdiffusionsgebietes und entspricht hinsichtlich Materialwahl und hinsichtlich sonstiger Eigenschaften einer Bitleitung eines Speicherzellenfeldes.

Bei der in dem erfindungsgemäßen Halbleiterprodukt vorgesehenen Teststruktur ist die erste Leiterbahn durch den Kontaktanschluss mit dem kondensatorseitigen Source/Drain-Gebiet, nämlich dem ersten Source/Drain-Gebiet leitend verbunden. Letzteres ist durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden. Der Strompfad führt somit nicht mehr über den Kanalbereich des Transistors; der Transistor ist elektrisch funktionslos und dient nur noch dazu, in der Umgebung des buried strap eine ähnliche Strukturumgebung auszubilden wie im Speicherzellenfeld einer integrierten Halbleiterschaltungen. Erfindungsgemäß ist der buried strap über den Kontaktanschluss und das erste Source/Drain-Gebiet direkt mit der ersten Leiterbahn verbunden und kann über sie elektrisch angesteuert werden. Dadurch werden elektrische Messungen des ohmschen Widerstandes des buried strap möglich, deren Messergebnis nicht durch den elektrischen Widerstand des Auswahltransistors, insbesondere seines Inversionskanals verfälscht wird. Dadurch lässt sich zuverlässiger überprüfen, ob der buried strap eine ausreichend niederohmige Verbindung zwischen dem kondensatorseitigen Source/Drain-Gebiet und der inneren Kondensatorelektrode des Grabenkondensators herstellt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Kontaktanschluss eine Kontaktlochfüllung ist, die auf dem ersten Source/Drain-Gebiet angeordnet ist. Solch eine Kontaktlochfüllung wird herkömmlich bei den Auswahltransistoren eines Speicherzellenfeldes und den entsprechenden Transistoren von Teststrukturen auf demjenigen Source/Drain-Gebiet angeordnet, welches demjenigen Source/Drain-Gebiet, das durch den buried strap mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist, gegenüberliegt.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Kontaktanschluss die erste Leiterbahn unmittelbar mit dem ersten Source/Drain-Gebiet kurzschließt. Da der Kontaktanschluss leitfähig und das erste Source/Drain-Gebiet stark dotiert ist, ist in dem Strompfad, der von der ersten Leiterbahn durch den Kontaktanschluss, das erste Source/Drain-Gebiet und das Dotierstoffdiffusionsgebiet bis zur inneren Kondensatorelektrode führt, der ohmsche Widerstand hauptsächlich durch den ohmschen Widerstand des Dotierstoffdiffusionsgebietes bestimmt und durch das Ausmaß der räumlichen Überlappung des Dotierstoffdiffusionsgebietes mit dem ersten Source/Drain-Gebiet. Daher ist eine direktere Messung des Widerstandes des Dotierstoffdiffusionsgebietes möglich als bei einem Strompfad, der zusätzlich über einen Transistorkanal führt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Teststruktur ferner folgendes aufweist:

  • – einen zweiten Transistor, der ein erstes und ein zweites Source/Drain-Gebiet, die in dem Halbleitersubstrat angeordnet sind, eine Isolationsschicht und eine Gate-Elektrode aufweist, wobei die Gate-Elektrode durch die Isolationsschicht von dem Halbleitersubstrat getrennt ist,
  • – ein in dem Halbleitersubstrat angeordnetes weiteres Dotierstoffdiffusionsgebiet, das die innere Kondensatorelektrode leitend mit dem ersten Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors verbindet,
  • – eine zweite Leiterbahn und
  • – einen zweiten Kontaktanschluss, der an die zweite Leiterbahn angeschlossen ist.

Hierbei weist der Grabenkondensator zwei Dotierstoffdiffusionsgebiete auf, von denen das eine mit dem ersten Transistor und das andere mit dem zweite Transistor verbunden ist. Dadurch wird ein Strompfad eröffnet, der über zwei Dotierstoffdiffusionsgebiete und die innere Kondensatorelektrode, jedoch nicht über einen Transistorkanal führt. Der Vorteil eines zweiten an die innere Kondensatorelektrode angeschlossenen Dotierstoffdiffusionsgebietes besteht darin, dass der über das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet führende Teil des Strompfades einen zweiten Kondensatoranschluss darstellt, der einen über das erste Dotierstoffdiffusionsgebiet in den Grabenkondensator fliessenden Strom ableitet. Somit befindet sich die innere Kondensatorelektrode nicht mehr wie herkömmlich am Ende eines Strompfades, sondern ist mithilfe zweier elektrischer Anschlüsse an zwei Stellen zugleich kontaktierbar. Dadurch kann ein Strom durch die innere Kondensatorelektrode hindurchgeleitet werden und durch die Messung der Stromstärke oder des ohmschen Widerstandes die Leitfähigkeit der Dotierstoffdiffusionsgebiete bestimmt werden. Insbesondere können über längere Zeiträume statische Ströme durch die Dotierstoffdiffusionsgebiete und die innere Kondensatorelektrode hindurchgeleitet werden. Dies ist bei Speicherzellen eines Speicherzellenfeldes nicht möglich, weil ein Stromfluss in die Speicherzelle hinein oder aus ihr heraus nur kurzzeitig während des Umladens des Grabenkondensators auftritt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Kontaktanschluss das erste Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors, welches durch das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist, kontaktiert. Hierbei liegt eine schaltungstechnisch symmetrische Kontaktierung der inneren Kondensatorelektrode mithilfe zweier Dotierstoffdiffusionsgebiete vor. Bei beiden Transistoren ist jeweils dasjenige Source/Drain-Gebiet, welches durch eines der beiden Diffusionsgebiete mit der inneren Kondensatorelektrode leitend verbunden ist, durch einen Kontaktanschluss mit der jeweiligen Leiterbahn leitend verbunden. Der Strompfad führt somit von der ersten Leiterbahn über den ersten Kontaktanschluss, das erste Source/Drain-Gebiet des ersten Transistors, das Dotierstoffdiffusionsgebiet, die innere Kondensatorelektrode, das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet, das erste Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors und über den zweiten Kontaktanschluss bis hin zur zweiten Leiterbahn. Werden an die erste und an die zweite Leiterbahn unterschiedlich große elektrische Potentiale angelegt, lässt sich der elektrische Widerstand des Strompfades bestimmen. Der Strompfad führt bei keinem der beiden Transistoren über einen Kanalbereich. Somit kann die Summe der ohmschen Widerstände des Dotierstoffdiffusionsgebietes und des weiteren Dotierstoffdiffusionsgebietes direkt gemessen werden.

Gemäß einer zweiten, alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Kontaktanschluss das zweite Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors kontaktiert. Das zweite Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors liegt demjenigen Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors gegenüber, welches durch das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet mit der inneren Kondensatorelektrode verbunden ist. Hierbei führt der Strompfad zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn über den Transistorkanal des zweiten Transistors. Dadurch sind auch Messungen möglich, bei denen der gesamte elektrische Widerstand, der üblicherweise in einer Speicherzelle zwischen dem Bitleitungskontakt und der inneren Kondensatorelektrode auftritt, gemessen werden kann. Die elekrische Messung kann insbesondere mithilfe eine statischen Messtroms durchgeführt werden, der über wesentlich längere Zeiträume als zum Umladen eines Speicherkondensators üblich aufrechterhalten werden kann.

Die Dotierstoffdiffusionsgebiete der Teststruktur können so niederohmig ausgebildet werden, dass bei der Messung gemäß dieser alternativen Ausführungsform im wesentlichen allein der elektrische Widerstand des Transistorkanals des zweiten Transistors gemessen wird.

Gemäß den beiden obigen Ausführungsformen ist somit vorgesehen, dass der erste und der zweite Transistor durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet an denselben Grabenkondensator angeschlossen sind.

Hinsichtlich der Geometrie des Grabenkondensators ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erste und die zweite Leiterbahn parallel zueinander verlaufen, dass der erste Transistor in einem ersten Bereich des Halbleitersubstrats, der von der ersten Leiterbahn überdeckt ist, angeordnet und der zweite Transistor in einem zweiten Bereich des Halbleitersubstrats, der von der zweiten Leiterbahn überdeckt ist, angeordnet ist und dass in Richtung quer zum Verlauf der beiden Leiterbahnen der Grabenkondensator so breit ist, dass er sich von dem ersten Bereich des Halbleitersubstrats bis zu dem zweiten Bereich des Halbleitersubstrats erstreckt. Somit unterscheidet sich die Geometrie des in des hier vorgesehenen Grabenkondensators von herkömmlichen Grabenkondensatoren, die nur einen einzigen elektrischen Anschluss, nämlich denjenigen zum Auswahltransistor hin besitzen. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich der Grabenkondensator von einem ersten Substratbereich unterhalb der ersten Leiterbahn bis zu einem zweiten Substratbereich unterhalb der zweiten Leiterbahn und besitzt somit eine Breite, die größer ist als bei Grabenkondensatoren flüchtiger Speicherzellen.

Wenn die Breite der ersten und zweiten Leiterbahn und ihr gegenseitiger Abstand der Strukturbreite der zugehörigen Leiterbahnebene entsprechen, so beträgt die Breite des Grabenkondensators senkrecht zum Verlauf dieser Leiterbahnen mindestens das dreifache dieser Strukturbreite, sofern die erste und die zweite Leiterbahn unmittelbar zueinander benachbarten Leiterbahnen in der Leiterbahnebene sind. Dementsprechend ist vorgesehen, dass der Grabenkondensator in mindestens einer Richtung, die parallel zur Oberfläche des Halbleitersubstrats und quer zum Verlauf der Leiterbahnen verläuft, eine Ausdehnung besitzt, die größer ist als das dreifache der Breite der ersten Leiterbahn. Sofern die erste und die zweite Leiterbahn übernächstbenachbarte Leiterbahnen sind, zwischen denen lediglich eine einzige weitere Leiterbahn verläuft, beträgt die Breite des Grabenkondensators mindestens das fünffache der Strukturbreite. In der Praxis wird der Grabenkondensator zusätzlich zu beiden Seiten der ersten und der zweiten Leiterbahn hinausragen. Die erste und die zweite Leiterbahn können auch in einem größeren Abstand voneinander angeordnet sein, so dass eine Mehrzahl weiterer Leiterbahnen zwischen ihnen verläuft. Ein besonders großer Abstand zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn und eine dementsprechend größere Breite des Grabenkondensators in lateraler Richtung senkrecht zum Leiterbahnverlauf kann insbesondere bei Messungen des ohmschen Widerstands der inneren Kondensatorelektrode selbst von Vorteil sein. Der Grabenkondensator braucht in allen Fällen jedoch lediglich in einer einzigen lateralen Richtung breiter zu sein als in herkömmlichen Speicherzellenfeldern angeordnete Grabenkondensatoren, so dass die Teststruktur ohne allzu große Abänderungen im wesentlichen dem Speicherzellenfeld eines flüchtigen Halbleiterspeicher nachgebildet ist.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist insbesondere vorgesehen, dass der Grabenkondensator mit seiner lateralen Haupterstreckungsrichtung quer zum Verlauf der ersten und der zweiten Leiterbahn orientiert in dem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Dadurch können der jeweilige Transistor, das jeweilige Dotierstoffdiffusionsgebiet und der Grabenkondensator in Richtung parallel zum Leiterbahnverlauf aufeinanderfolgend in dem Substrat angeordnet sein.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Dotierstoffdiffusionsgebiet und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet an einem äußeren Rand des Grabenkondensators auf derselben Seite des Grabenkondensators angeordnet sind.

Ferner ist bei den obigen Ausführungsformen vorgesehen, dass die innere Kondensatorelektrode das Dotierstoffdiffusionsgebiet mit dem weiteren Diffusionsstoffdiffusionsgebiet verbindet. Dabei führt der Strompfad bei einer elektrischen Messung stets über das Dotierstoffdiffusionsgebiet, die innere Kondensatorelektrode und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet. Sofern der elektrische Widerstand der inneren Kondensatorelektrode vernachlässigbar ist, ergibt eine Messung des elektrischen Widerstandes entlang dieses Strompfads das doppelte des ohmschen Widerstandes eines Dotierstoffdiffusionsgebietes.

Ferner ist vorgesehen, dass das erste Source/Drain-Gebiet des ersten Transistors und das erste Source/Drain-Gebiet des zweiten Transistors durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet, die innere Kondensatorelektrode und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet niederohmig miteinander verbunden sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Teststruktur einen ersten und einen zweiten offenliegenden Flächenkontakt aufweist, wobei die erste Leiterbahn an den ersten Flächenkontakt und die zweite Leiterbahn an den zweiten Flächenkontakt angeschlossen ist. Die Flächenkontakte können beispielsweise bond pads sein, die mithilfe von Kontaktnadeln eines Kontaktkopfes elektrisch kontaktierbar sind. Somit kann die erfindungsgemäß vorgesehene Teststruktur getestet werden, während ein Kontaktkopf auf eine benachbarte integrierte Halbleiterschaltung aufgesetzt ist, um einen elektrischen Funktionstest auszuführen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halbleiterprodukt ferner mindestens eine integrierte Halbleiterschaltung aufweist, die eine Vielzahl von Speicherkondensatoren, Auswahltransistoren, Wortleitungen und Bitleitungen aufweist, wobei die erste und die zweite Leiterbahn der Teststruktur in derselben Leiterbahnebene angeordnet sind wie die Bitleitungen der integrierten Speicherschaltungen. Die erfindungsgemäß vorgesehene Teststruktur kann somit dazu eingesetzt werden, die Qualität einer auf demselben Halbleitersubstrat angeordneten integrierten Speicherschaltung zu überprüfen. Insbesondere kann durch elektrische Messungen an der Teststruktur die Leitfähigkeit von Dotierstoffdiffusionsgebieten (buried straps) bestimmt werden, die in der integrierten Speicherschaltung vorhanden sind und dort die elektrischen Verbindungen zwischen dem Speicherkondensator und dem Auswahltransistor herstellen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Teststruktur ermöglicht eine präzisere und leichter zugängliche Messung der Leitfähigkeit und des ohmschen Widerstandes des buried strap. Eine solche Messung ist in dem Speicherzellenfeld einer integrierten Speicherschaltung selbst nach deren Fertigstellung nicht mehr möglich, da die Speicherkondensatoren nur von einer Seite her elektrisch zugänglich sind und jeder über einen buried strap einer Speicherzelle führende Strompfad zugleich auch über das Kanalgebiet des jeweiligen Auswahltransistors führt. Ferner sind die einzelnen Speicherzellen nur durch räumlich ausgedehnte Bitleitungen ansteuerbar, welche aufgrund ihrer großen Leiterbahnlänge die elektrischen Signale verfälschen. Schließlich ist in einem herkömmlichen Speicherzellenfeld keine statische Messung mit Messströmen möglich, welche deutlich länger als bei einem Umladevorgang eines Speicherkondensators aufrechterhalten werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Teststruktur eine regelmäßige Anordnung von Transistoren, weiteren Grabenkondensatoren und Leiterbahnen aufweist, die der integrierten Speicherschaltung nachgebildet ist. Lediglich derjenige Grabenkondensator, der durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet an ein Source/Drain-Gebiet des ersten Transistors und gegebenenfalls auch über das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet an ein Source/Drain-Gebiet eines zweiten Transistors angeschlossen ist, braucht in zumindest einer lateralen Richtung breiter zu sein als die Speicherkondensatorenn, die in Speicherzellenfeldern angeordnet sind. Ferner sind die durch die Dotierstoffdiffusionsgebiete mit der inneren Kondensatorelektrode niederohmig verbundenen Source/Drain-Gebiete der beiden Transistoren durch Kontaktanschlüsse mit der ersten und der zweiten Leiterbahn verbunden und nicht diejenigen Source/Drain-Gebiete, die diesen Source/Drain-Gebieten gegenüberliegen. Im übrigen jedoch ist der innere Aufbau der erfindungsgemäß vorgesehenen Teststruktur im wesentlichen identisch mit dem inneren Aufbau eines Speicherzellenfeldes und ermöglicht somit aussagekräftige Rückschlüsse auf das elektrische Verhalten der in einem Speicherzellenfeld vorhandenen, nicht unmittelbar elektrisch überprüfbaren Strukturelemente wie beispielsweise buried straps. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Teststruktur in einem Sägerahmen des Halbleitersubstrats, der eine Vielzahl integrierter Speicherschaltungen jeweils einzeln umgibt, angeordnet ist. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Halbleiterprodukt auch eine Vielzahl von Teststrukturen der hier beschriebenen Bauweise aufweisen. Beispielsweise kann neben jeder integrierten Halbleiterschaltung des Halbleitersubstrats jeweils eine Teststruktur angeordnet sein, um auch über die Waferfläche inhomogene Designabweichungen nachzuweisen.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Leiterbahn Bitleitungen. Sie sind insbesondere solche Leitungen, die in der selben Leiterbahnebene wie die Bitleitungen der Speicherzellenfelder der integrierten Speicherschaltungen angeordnet sind. Insbesondere sind die erste und die zweite Leiterbahn in der ersten Leiterbahnebene oberhalb des Verlaufs der Wortleitungen angeordnet.

Hinsichtlich des Verhältnisses der Breite des an den ersten Transistor angeschlossenen Grabenkondensators und weiterer Grabenkondensatoren der Teststruktur ist vorzugsweise vorgesehen, dass der an den ersten Transistor angeschlossene Grabenkondensator in zumindest einer lateralen Richtung parallel zur Oberfläche des Halbleitersubstrats eine Ausdehnung besitzt, die mindestens das doppelte der Ausdehnung der weiteren Grabenkondensatoren in dieser Richtung beträgt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Teststruktur ferner folgendes aufweist:

  • – einen dritten Transistor mit einem ersten Source/Drain-Gebiet,
  • – ein in dem Halbleitersubstrat angeordnetes drittes Dotierstoffdiffusionsgebiet, das die innere Kondensatorelektrode mit dem ersten Source/Drain-Gebiet des dritten Transistors verbindet,
  • – eine dritte Leiterbahn und
  • – eine dritten Kontaktanschluss, der an die dritte Leiterbahn angeschlossen ist und das erste Source/Drain-Gebiet des dritten Transistors kontaktiert.

Mit drei elektrischen Anschlüssen an die innere Kondensatorelektrode kann dann eine elektrische Mehrpunktmessung durchgeführt werden. Insbesondere können Messungen gleichzeitig an zwei Strompfaden, die sich von einem gemeinsamen Anschluss ausgehend verzweigen, vorgenommen werden. Der gemeinsame Teil beider Strompfade kann insbesondere in der Mitte zwischen zwei der Dotierstoffdiffusionsgebiete angeordnet sein und ein drittes Dotierstoffdiffusionsgebiet enthalten.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Teststruktur ferner folgendes aufweist:

  • – einen vierten Transistor mit einem ersten Source/Drain-Gebiet,
  • – ein in dem Halbleitersubstrat angeordnetes viertes Dotierstoffdiffusionsgebiet, das die innere Kondensatorelektrode mit dem ersten Source/Drain-Gebiet des vierten Transistors verbindet,
  • – eine vierte Leiterbahn und
  • – einen vierten Kontaktanschluss, der an die vierte Leiterbahn angeschlossen ist und das erste Source/Drain-Gebiet des vierten Transistors kontaktiert.

Die vier elektrischen Anschlüssen an die innere Kondensatorelektrode ermöglichen insbesondere eine Messung des ohnschen Widerstandes einer inneren Kondensatorelektrode mit besonders grosser lateraler Ausdehnung in Richtung quer zum Verlauf der ersten und der zweiten Leiterbahn. An beiden gegenüberliegenden Enden des Grabenkondensators können jeweils zwei der Dotierstoffdiffusionsgebiete angeordnet sein. Dmit können Messungen gleichzeitig an zwei Strompfaden, die jeweils über einen Grossteil der Grabenlänge des Grabenkondensators in Richtung quer zum Leiterbahnverlauf durchgeführt werden. Durch die grosse Ausdehnung des Grabenkondensators erleichtert eine präzise Messung des Widerstandes der inneren Kondensatorelektrode.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Messung an einer Teststruktur eines Halbleiterprodukts, wobei das Verfahren die folgende Reihenfolge von Schritten aufweist:

  • a) Bereitstellen eines Halbleiterprodukts mit einer Teststruktur gemäss einer der oben beschriebenen Ausführunsformen und
  • b) Anschließen der ersten Leiterbahn an einen ersten Potentialanschluss und Anschließen der zweiten Leiterbahn an einen zweiten Potentialanschluss und Vorspannen des ersten und des zweiten Potentialanschlusses in der Weise, dass ein Strom vorgegebener Stromstärke von dem ersten Potentialanschluss über die Teststruktur zu dem zweiten Potentialanschluss fließt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Schritt a) ein Halbleiterprodukt mit drei Dotierstoffdiffusionsgebieten und drei Leiterbahnen wie oben beschrieben bereitgestellt wird, bei dem die zweite Leiterbahn zwischen der ersten Leiterbahn und der dritten Leiterbahn angeordnet ist und bei dem der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn genauso groß ist wie der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn, und dass in Schritt b) ferner an die zweite und die dritte Leiterbahn jeweils ein Anschluss eines Spannungsmessers angeschlossen wird und dass ein Spannungsabfall zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn gemessen wird.

Der eine Strompfad verläuft zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn und der andere Strompfad verläuft zwischen der dritten und der zweiten Leiterbahn. Beide Strompfade verlaufen spiegelsymmetrisch zueinander und besitzen den gleichen ohmschen Widerstand. Durch einem Strompfad wird die Stormstärke vorgegeben und am anderen Strompfad wird die auftretende Spannung gemessen. Der Quotient ergibt den ohmschen Widerstand entlang eines der Strompfade.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Schritt a) ein Halbleiterprodukt mit vier Dotierstoffdiffusionsgebieten und vier Leiterbahnen bereitgestellt wird, bei dem die dritte und die vierte Leiterbahn zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn angeordnet sind, wobei der Abstand der dritten Leiterbahn von der ersten Leiterbahn genauso groß ist wie der Abstand der vierten Leiterbahn von der zweiten Leiterbahn, und dass im Schritt b) ferner an die dritte und die vierte Leiterbahn jeweils ein Anschluss eines Spannungsmessers angeschlossen wird und ein Spannungsabfall zwischen der dritten und der vierten Leiterbahn gemessen wird.

Die erste und die dritte Leiterbahn können an einem ersten seitlichen Ende des Grabenkondensators und die zweite und die vierte Leiterbahn an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende des Grabenkondensators angeordnet sein. Hierbei entsteht bei gleichen Abstand beider jeweiligen Leiterbahnen zueinander ebenfalls ein spiegelsymmetrischer Aufbau, der eine Strompfad verläuft von der ersten bis zur zweiten Leiterbahn und der andere Strompfad von der dritten bis zur vierten Leiterbahn. Unterhalb jeder Leiterbahn ist das jeweilige Dotierstoffdiffusionsgebiet angeordnet. Beide Strompfad verlaufen entlang der Haupterstreckungsrichtung des Grabenkondensators, die quer zum Leiterbahnverlauf der Leiterbahnen weist. Mit dieser Anordnung ist insbesondere eine elektrische Vierpunktmessung möglich.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Speicherzellenfeld einer integrierten Speicherschaltung,

2 eine Querschnittsansicht einer Speicherzelle der Speicherschaltung aus 1,

3 eine schematische Draufsicht auf die Speicherzelle gemäß 2,

4 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß vorgesehen Teststruktur,

5 eine schematische Draufsicht auf die Teststruktur gemäss einer Weiterbildung der Erfindung,

6, eine schematische Querschnittsansicht der Teststruktur der 5 entlang der Schnittlinie BB,

7 eine weitere schematische Draufsicht auf die Teststruktur der 5 und 6,

8 eine weitere Ausführungsform einer anderen Teststruktur, dargestellt wie in 6,

9 eine schematische Draufsicht auf die Teststruktur aus 8,

10 eine Draufsicht auf ein Halbleiterprodukt mit Teststrukturen und mit integrierten Speicherschaltungen,

11 eine Detailansicht einer Teststruktur des Halbleiterprodukts aus 10,

12 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Teststruktur.

13 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäss vorgesehene Teststruktur mit schematischer Darstellung der elektrischen Kontaktierung für eine Schichtwiderstandsmessung und

14 eine Draufsicht auf eine andere erfindungsgemäss vorgesehene Teststruktur mit schematischer Darstellung der elektrischen Kontaktierung.

1 zeigt eine integrierte Speicherschaltung 9 eines Halbleiterprodukts 1, die ein Speicherzellenfeld 8 aufweist. Das Speicherzellenfeld 8 enthält eine Vielzahl flüchtiger Speicherzellen, die jeweils Auswahltransistoren 10a und Speicherkondensatoren 7 aufweisen. Die Auswahltransistoren sind an Bitleitungen 16a und Wortleitungen 14a angeschlossen. Die elektrische Verbindung zwischen den Auswahltransistoren und den Grabenkondensatoren wird durch Dotierstoffdiffusionsgebiete, sogenannte buried straps hergestellt.

2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine flüchtige Speicherzelle des Speicherzellenfeldes 8 aus 1. Die Speicherzelle enthält einen in dem Halbleitersubstrat 2 angeordneten Speicherkondensator 7, der ein Kondensatordielektrikum 32, welches an der Grabenwandung eines Kondensatorgrabens angeordnet ist, und eine innere Kondensatorelektrode 31, die das Innere des Grabens innerhalb des Kondensatordielektrikums 32 ausfüllt und die zumindest bereichsweise, nämlich in 2 am linken oberen Ende, bis unmittelbar an die Grabenwandung heranreicht. Dort angrenzend befindet sich in dem Halbleitersubstrat 2 das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15, das durch Ausdiffusion von in dem Material der inneren Kondensatorelektrode 31 enthaltenen Dotierstoffen während einer Temperaturbehandlung bei der Herstellung des Halbleiterprodukts entstanden ist. Oberhalb der inneren Kondensatorelektrode ist der Graben durch ein isolierendes Material 33 zur Substratoberfläche hin isoliert. Der Grabenkondensator 30 besitzt ferner eine nicht dargestellte äußere Kondensatorelektrode, die durch eine in dem Halbleitersubstrat 2 vergrabene dotierte Schicht (buried layer) elektrisch kontaktierbar ist.

Der Auswahltransistor 10a der Speicherzelle besitzt ein erstes Source/Drain-Gebiet 11, ein zweites Source/Drain-Gebiet 12, eine Isolationsschicht 13, nämlich das Gateoxid, und eine Gate-Elektrode, die einen Leiterbahnabschnitt der Wortleitung 14a darstellt. Das erste Source/Drain-Gebiet 11 überlappt räumlich mit dem Dotierstoffdiffusionsgebiet 15, welches die elektrische Verbindung des Auswahltransistors zur inneren Kondensatorelektrode 31 herstellt. Das andere, zweite Source/Drain-Gebiet 12 ist durch einen Kontaktanschluss 17 an die Bitleitung 16a angeschlossen.

3 zeigt die in 2 dargestellte Speicherzelle in der Draufsicht, und zwar in Höhe der Schnittlinie AA aus 2. Diese ist in der linken Hälfte der 2 in Höhe der Gate-Schichtenstapel und in der rechten Hälfte der 2 in Höhe des Dotierstoffdiffusionsgebietes 15 angeordnet. In 3 ist unterhalb der Bitleitung 16a der Grabenkondensator 30 mit der inneren Kondensatorelektrode 31 erkennbar, wobei nur über der rechten Hälfte des Grabenkondensators 30 das isolierende Material 33 dargestellt ist, welches den Grabenkondensator zur Substratoberfläche hin isoliert. Links in 3 ist unterhalb der Bitleitung 16a der Auswahltransistor 10a mit der Gate-Elektrode 14 und den beiden Source/Drain-Gebieten 11, 12 erkennbar. Die Source/Drain-Gebiete sind durch strichpunktierte Linien umrandet. Der Kontaktanschluss 17 ist der Übersichtlichkeit halber schraffiert und Überlappung über die benachbarten Wortleitungen dargestellt. Auf der linken Seite des Kondensatorgrabens 30 erstreckt sich das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15, welches das kondensatorseitige Source/Drain-Gebiet 11 mit der inneren Kondensatorelektrode 31 niederohmig verbindet.

Der Kontaktanschluss 17 ist an das gegenüberliegende, zweite Source/Drain-Gebiet 12 angeschlossen. Bei diesem herkömmlichen Aufbau einer Speicherzelle ist der ohmsche Widerstand des Dotierstoffdiffusionsgebietes 15 nicht einzeln messbar, da der Strompfad, der durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 hindurchfährt, zugleich auch über den Transistorkanal führt. Außerdem können nur kurzzeitig, nämlich während eines Umladevorganges des Grabenkondensators 30, Ströme durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 geleitet werden.

4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch eine Teststruktur eines erfindungsgemäßen Halbleiterprodukts. Die Teststruktur unterscheidet sich in der Querschnittsansicht der 4 dadurch von der Querschnittsansicht einer flüchtigen Speicherzelle, dass in der Teststruktur erfindungsgemäß der Kontaktanschluss 17 auf demjenigen Source/Drain-Gebiet 11 angeordnet ist, welches durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 leitend mit der inneren Kondensatorelektrode 31 des Grabenkondensators 30 verbunden ist. Dadurch ist dieses Source/Drain-Gebiet 11 zgleich an die erste Leiterbahn 16 angeschlossen, die ausserhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 2 verläuft. Das zweite Source/Drain-Gebiet 12 ist hingegen nicht kontaktiert. Die in 4 angeordnete Teststruktur 5 des erfindungsgemäßen Halbleiterprodukts 1 weist somit einen Grabenkondensator 30 und einem ersten Transistor 10 auf, die parallel zueinander (statt seriell) an den ersten Kontaktanschluss 17 angeschlossen sind. Diese Anordnung des ersten Transistors 10 und des Grabenkondensators 30 ist, obwohl äußerlich mit der Speicherzelle gemäß 2 weitgehend identisch, nicht als Speicherzelle geeignet, sondern Bestandteil einer Teststruktur, die außerhalb des Speicherzellenfeldes 8 aus 1 in dem erfindungsgemäßen Halbleiterprodukt 1 angeordnet ist. Die Teststruktur ist insbesondere im Sägerahmens des Halbleitersubstrats 2 angeordnet und dem Speicherzellenfeld 8 der integrierten Speicherschaltung 9 weitgehend nachgebildet. Bei der Teststruktur gemäß 4 führt ein Strompfad von der ersten Leiterbahn 16 über den ersten Kontaktanschluss 17, über das erste Source/Drain-Gebiet 11 des ersten Transistors 10 und das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 direkt zur inneren Kondensatorelektrode 31 des Grabenkondensators 30. In diesem Strompfad ist eine elektrische Messung des ohmschen Widerstandes des Dotierstoffdiffusionsgebietes 15 möglich, die nicht durch den ohmschen Widerstand des Inversionskanals eines Transistors 10 verfälscht wird.

5 zeigt eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Teststruktur. Diese ist in 5 in der Draufsicht dargestellt; die Querschnittsansicht entspricht zugleich der Darstellung der 4, wobei jedoch in der weitergebildeten Ausführungsform der 5 zwei Leiterbahnen und zwei Transistoren sowie ein verbreiterter Grabenkondensator 30 vorgesehen sind. Die Draufsicht der 5 ist entlang der Schnittlinie AA aus 4 dargestellt. Diese Schnittlinie verläuft in der rechten Hälfte der 4 in Höhe des Dotierstoffdiffusionsgebietes 15 und der inneren Kondensatorelektrode 31. In der linken Hälfte der 4 verläuft die Schnittlinie AA in Höhe der Gate-Elektrode 14.

In 5 ist ein Grabenkondensator 30 dargestellt, der sich in Richtung y senkrecht zum Verlauf der ersten Leiterbahn 16 und einer zweiten Leiterbahn 26 eine weitaus größere Abmessung besitzt als in herkömmlichen Speicherzellen angeordnete Grabenkondensatoren. Der Grabenkondensator 30 der erfindungsgemäßen Teststruktur erstreckt sich von einem Bereich 16a des Halbleitersubstrats 2, der von der ersten Leiterbahn 16 überdeckt wird, bis zu einem zweiten Bereich 26a des Halbleitersubstrats 2, der von der zweiten Leiterbahn 26 überdeckt wird. In Richtung x des Verlaufs der Leiterbahnen 16, 26 hingegen besitzt er dieselbe Abmessung wie Speicherkondensatoren von Speicherzellen. Der in 5 dargestellte Grabenkondensator ist auf einer rechten Seite und in einem Bereich zwischen beiden Leiterbahnen 16, 26 durch ein isolierendes Material 33 bedeckt. In den nicht bedeckten Bereichen sind die innere Kondensatorelektrode 31 und das Kondensatordielektrikum 32 erkennbar. Ferner ist in dem ersten Bereich 16a des Halbleitersubstrats 2 das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 ausgebildet, welches die innere Kondensatorelektrode 31 leitend oder zumindest niederohmig mit dem ersten Source/Drain-Gebiet 11 des ersten Transistors 10 verbindet. Ferner ist in dem zweiten Bereich 46 des Halbleitersubstrat 2 ein weiteres Dotierstoffdiffusionsgebiet 25 dargestellt, welches die innere Kondensatorelektrode 31 mit einem Source/Drain-Gebiet 21 eines zweiten Transistors 20 verbindet. In 5 sind ferner das zweite Source/Drain-Gebiet 12 des ersten Transistors 10, die Gate-Elektrode 14 des ersten Transistors 10, das zweite Source/Drain-Gebiet 22 des zweiten Transistors 20 und dessen Gate-Elektrode 24 dargestellt. Die Ausdehnung der Source/Drain-Gebiete 11, 12, 21, 22 in Richtung x entlang des Verlaufs der Leiterbahnen 16, 26 ist durch strichpunktierte Linien dargestellt. Ferner ist das erste Source/Drain-Gebiet 11 des ersten Transistors 10 durch den ersten Kontaktanschluss 17 an die erste Leiterbahn 16 angeschlossen und das erste Source/Drain-Gebiet 21 des zweiten Transistors 20 durch eine zweiten Kontaktanschluss 27 an die zweite Leiterbahn 26 angeschlossen. Durch die auf den ersten, kondensatorseitigen Source/Drain-Gebieten 11, 21 angeordneten Kontaktanschlüsse 17, 27 wird ein Strompfad eröffnet, der zwischen der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26 verläuft, ohne über einen Inversionskanal eines Transistors zu führen. Dadurch sind elektrische Messungen des ohmschen Widerstands der Dotierstoffdiffusionsgebiet 15, 25 möglich, die nicht durch Kanalwiderstände verfälscht sind.

6 zeigt eine Querschnittsansicht der Teststrukturen aus 5 entlang der Schnittlinie BB. Diese Schnittlinie weist in 5 zwei Umkehrpunkte auf, an denen die Richtung der Schnittlinie BB sich um 90 Grad ändert. In der Querschnittsansicht der 6 entsprechen die Umkehrpunkte den gestrichelten Linien C. Das linke Drittel der Querschnittsansicht der 6 verläuft entlang des Verlaufs der ersten Leiterbahn 16 und das rechte Drittel der Querschnittsansicht aus 6 entlang des Verlaufs der zweiten Leiterbahn 26. Der dazwischen angeordnete mittlere Bereich der Querschnittsansicht der 6 zwischen beiden Linien C verläuft hingegen in Richtung y (5) quer zum Verlauf der Leiterbahnen 16, 26. In diesem Bereich ist der in y-Richtung verbreiterter Grabenkondensator 30 deutlich erkennbar. Seine Tiefenausdehnung ist aus Platzgründen unterbrochen dargestellt. Seine Tiefe ist ähnlich wie die Tiefe von Speicherkondensators, die in Speicherzellen enthalten sind und ein Aspektverhältnis von typischerweise 50 oder größer besitzen. In der Mitte der 6 ist über dem Grabenkondensator 30 und dem isolierenden Material 33 eine weitere Leiterbahn 36 im Querschnitt dargestellt, die auch in 5 zwischen der ersten Leiterbahn 16 und der zweiten Leiterbahn 26 verläuft. Das linke und das rechte Drittel der Querschnittsansicht der 6 zeigen zueinander spiegelbildlich Querschnitte der Teststruktur entlang der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26.. Die spiegelbildliche Darstellung ergibt sich daraus, dass sich in 5 die Richtung der jeweils horizontalen Abschnitt der Schnittlinie BB umkehrt.

In 6 ist noch klarer als in 5 der durch die erfindungsgemäß vorgesehene Teststruktur eröffnete Strompfad zwischen der ersten Leiterbahn 16 und der zweiten Leiterbahn 26 erkennbar. Dieser verläuft von der ersten Leiterbahn 16 über den ersten Kontaktanschluss 17, das erste Source/Drain-Gebiet 11 des ersten Transistors 10, das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15, die innere Kondensatorelektrode 31, das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet 25, das erste Source/Drain-Gebiet 21 des zweiten Transistors 20 und über den zweiten Kontaktanschluss 27 bis zur zweiten Leiterbahn 26. In diesem Strompfad ist kein Inversionskanal enthalten; die beiden Transistoren 10, 20 sind schaltungstechnisch ohne Funktion, da die jeweiligen zweiten Source/Drain-Gebiete 12, 22 nicht elektrisch angeschlossen sind. Wird an die erste Leiterbahn 16 ein erstes elektrisches Potential V1 und eine zweite Leiterbahn 26 ein zweites elektrisches Potential V2 angelegt, welches von dem ersten Potential V1 verschiedenen ist, so fließt entlang des Strompfades ein Strom, der zur Messung des Widerstandes der beiden Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25 genutzt werden kann. Tatsächlich wird zwar die Summe der ohmschen Widerstände beider Diffusionsgebiete 15, 25 und der zwischen ihnen angeordneten inneren Kondensatorelektrode 31 gemessen. Sofern jedoch die innere Kondensatorelektrode 31 ausreichend stark dotiert ist, entspricht der gemessene ohmsche Widerstand näherungsweise dem doppelten ohmschen Widerstand eines der beiden Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25. Sofern andererseits die Dotierstoffdiffusionsgebiete sehr niederohmig ausgebildet sind und die innere Kondensatorelektrode 31 sich in Richtung y über eine sehr viel größere Anzahl weiterer Leiterbahnen 36 hinweg erstreckt, wird der gemessene Widerstand des Strompfades weitgehend dem Schichtwiderstand der inneren Kondensatorelektrode entsprechen, was für eine Messung des Schichtwiderstands der inneren Kondensatorelektrode 31 ausgenutzt werden kann.

7 zeigt eine weitere Draufsicht auf die Weiterbildung der Teststruktur gemäß 5, wobei in 7 zusätzlich das Umfeld des Grabenskondensators 30 dargestellt ist. In 7 verläuft die Haupterstreckungsrichtung y, die quer zum Verlauf der beiden Leiterbahnen 16, 26 orientiert ist, horizontal. Die erste 16 und die zweite Leiterbahnen 26 sowie weitere Leiterbahnen 36 verlaufen in 7 vertikal. Es ist erkennbar, dass in dem Ausführungsbeispiel der 7 der Grabenkondensator 30 entlang seiner Haupterstreckungsrichtung y eine Abmessung a besitzt, die eine Breite von fünf zueinander benachbarten Leiterbahnen 36 umfasst. In 7 sind ferner die Wortleitung 14a, die die Gate-Elektroden des ersten und des zweiten Transistors (nicht dargestellt in 7) bildet, und weitere Wortleitungen 14b dargestellt. Außerdem sind weitere Kontaktanschlüsse 37 dargestellt, die in Richtung x beidseitig die jeweils benachbarten Wortleitungen bedecken, wie auch in der Querschnittsansicht der 6 dargestellt. Der erste Kontaktanschluss 17 und der zweite Kontaktanschluss 27 überschneiden sich in der Draufsicht der 7 mit dem Grabenkondensator 30, da sie jeweils an kondensatorseitige Source/Drain-Gebiete angeschlossen sind, die durch die beiden Dotierstoffdiffusionsgebiete mit der inneren Kondensatorelektrode 31 verbunden sind. Wie in 7 erkennbar, ist die Teststruktur 5 weitgehend einem Speicherzellenfeld, beispielsweise dem Speicherzellenfeld 8 der integrierten Speicherschaltung 9 aus 1 nachgebildet. 7 zeigt somit eine Anordnung 45 mit einer Vielzahl von weiteren Grabenkondensatoren 40, weiteren Leiterbahnen 36, weiteren Wortleitungen 14b und weiteren Kontaktanschlüssen 37. Aufgrund der Ähnlichkeit der Anordnung 45 mit einem Speicherzellenfeld 8 wie in 1 sind Rückschlüsse aus elektrischen Messungen, die an der Teststruktur 5 vorgenommen werden, weitgehend auf das Speicherzellenfeld 8 der integrierten Speicherschaltung 9 (1) übertragbar. Somit lassen sich in der Teststruktur Messungen durchführen gewinnen, die in dem Speicherzellenfeld 8 selbst nicht möglich sind.

8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Teststruktur gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterprodukts. Die Darstellungsweise der Querschnittsansicht der 8 entspricht der Darstellungsweise der 6; die Querschnittsansicht verläuft auch in der 8 entsprechend einer Schnittlinie BB wie in 5. Gegenüber 5 ist jedoch die Position des zweiten Kontaktanschlusses 27 verändert. Dieser befindet sich statt über dem ersten 21 über dem zweiten Source/Drain-Gebiet 22 des zweiten Transistors 20. Somit wird zwischen der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26 ein Strompfad eröffnet, der zwar von dem ersten Kontaktanschluss 17 über das erste Source/Drain-Gebiet 11 des ersten Transistors 10 unmittelbar über das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 führt, jedoch auf der Seite des weiteren Dotierstoffgebietes 25 und des zweiten Transistors 20 zusätzlich über das zweite Source/Drain-Gebiet 22 des zweiten Transistors 20 und über den Kanalbereich des zweiten Transistors 20 verläuft.

Die Teststruktur der 8 ist beispielsweise dazu bestimmt, den ohmschen Widerstand einer Speicherzelle zu messen, ohne das Messergebnis durch einen zusätzlich in Reihe geschalteten Inversionskanal des ersten Transistors 10 zu verfälschen. Das erste Source/Drain-Gebiet 11, welches unmittelbar an das Dotierstoffdiffusionsgebiet 15 sowie an den ersten Kontaktanschluss 17 angeschlossen ist, ermöglicht eine Messung des ohmschen Widerstandes der aus dem Grabenkondensator 30 und dem zweiten Transistor 20 gebildeten Speicherzelle, und zwar auch mithilfe eines statischen Messstromes, der deutlich länger als sonst beim Umladen eines Speicherkondensators flüchtiger Speicherzellen möglich aufrecht erhalten werden kann.

9 zeigt eine Draufsicht auf die Teststruktur gemäß Anspruch 8, wobei ähnlich wie in 7 wiederum das Umfeld des Grabenkondensators 30, nämlich insbesondere die weiteren Leiterbahnen 36, die weiteren Wortleitungen 14b und die weiteren Kontaktanschlüsse 37 dargestellt sind. Die erste und die zweite Leiterbahn 16, 26 sind, wie in der 9 erkennbar, zueinander unmittelbar benachbart. Die Schnittlinie BB führt im in Richtung y, d.h. senkrecht zu den Leiterbahnen 16, 26 verlaufenden Bereich somit nicht über weitere Leiterbahnen. Der in 8 links dargestellte Bereich der Querschnittsansicht entlang des Verlaufs der ersten Leiterbahn 16 entspricht dem rechten vertikalen Abschnitt der Schnittlinie BB der 9. Der in 8 rechts entlang der zweiten Leiterbahn 26 verlaufende Bereich der Querschnittsansicht entspricht dem linken vertikalen Abschnitt der Schnittlinie BB in 9. Es ist erkennbar, dass in 9 der zweite Kontaktanschluss 27, ebenso wie in 8, in einem größeren Abstand vom Kondensatorgraben 30 angeordnet ist als der erste Kontaktanschluss 17. In 9 sind der Übersichtlichkeit halber die weiteren Grabenkondensatoren nicht dargestellt, sie sind jedoch ähnlich wie in 7 ausgebildet und sind insbesondere in Richtung y quer zum Verlauf der Leiterbahnen 16, 26, 36 so breit wie in 7.

10 zeigt eine Draufsicht auf ein Halbleiterprodukt, das einen Halbleiterwafer 2 mit einer Vielzahl von Teststrukturen 5 und einer Vielzahl integrierter Speicherschaltungen 9 aufweist. Die Speicherschaltungen 9 besitzen jeweils ein Speicherzellenfeld 8, dass wie in 1 ausgebildet sein kann. Insbesondere enthält jedes Speicherzellenfeld 8 eine Vielzahl flüchtiger Speicherzellen mit jeweils einem Auswahltransistor und einem Speicherkondensator. Die Speicherkondensatoren sind als Grabenkondensatoren ausgebildet, ebenso wie die Grabenkondensatoren der Teststrukturen 5, die den Speicherzellenfeldern 8 nachgebildet sind.

11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer Teststruktur 5 aus 10. In diesem Ausschnitt sind die Enden der ersten Leiterbahn 16 und der zweiten Leiterbahn 26 angedeutet, die mithilfe von Testnadeln eines Kontaktkopfes vorspannbar sind. Der kontaktkopf kann zweitweise auf den Halbleiterwafer 2 zeitweise aufgesetzt werden, um die integrierten Speicherschaltungen 9 zu testen. Und dabei gleichzeitig elektrische Messungen an den Teststrukturen 5 vorzunehmen, sind an den Enden der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26 ein erster Flächenkontakt 18 und ein zweiter Flächenkontakt 19 vorgesehen. Die erste Leiterbahn 16 ist an den ersten Flächenkontakt 18 angeschlossen, welcher durch eine erste Testnadel mit einem ersten elektrischen Potential V1 vorspannbar ist. Die zweite Leiterbahn 26 ist an den zweiten Flächenkontakt 19 angeschlossen, der durch eine zweite Testnadel an ein anderes, zweites elektrisches Potential V2 anschließbar ist. Dadurch fließt über die beiden Leiterbahnen und über den zwischen ihnen geöffneten Strompfad ein elektrischer Strom, der bei bekannter Stromstärke und bekannter Potentialdifferenz zur Berechnung des ohmschen Widerstandes ermöglicht. Aus der elektrischen Messung kann der ohmsche Widerstand der Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25 und der inneren Kondensatorelektrode 31 ermittelt werden. In 11 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich der quer zum Verlauf der Leiterbahnen 16, 26 sehr ausgedehnte Grabenkondensator 30 dargestellt. Die übrigen Bereiche des Strompfades sind, obwohl nicht dargestellt, wie in den vorangegangenen Figuren dargestellt ausgebildet.

12 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Halbleiterprodukts mit einer Teststruktur. Dargestellt ist eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Teststruktur, in der ein Grabenkondensator 30 dargestellt ist, der in Richtung y quer zum Verlauf der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26 noch eine größere Abmessung besitzt und der durch zusätzliche Dotierstoffdiffusionsgebiete an Source/Drain-Gebiete noch weiterer Transistoren angeschlossen ist. Die Draufsicht der 12 entspricht bezüglich der dargestellten Einzelheiten der 5. Zusätzlich jedoch weist die Teststruktur 5 der 12 ein drittes Dotierstoffdiffusionsgebiet 65 auf, das die innere Kondensatorelektrode 31 leitend mit einem ersten Source/Drain-Gebiet 61 eines dritten Transistors 60 verbindet. Das erste Source/Drain-Gebiet 61 des dritten Transistors 60 ist zugleich durch einen dritten Kontaktanschluss 67 mit einer dritten Leiterbahn 66 kurzgeschlossen. Mithilfe der drei Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25 und 65 und der drei Leiterbahnen 16, 26 und 66 lässt sich eine elektrische Messung durchführen, bei der sowohl die Stromstärke und eine abgegriffene Spannung auslesbar sind, aus denen der ohmsche Widerstand entlang eines Strompfades durch zwei der Dotierstoffdiffusionsgebiete und durch die innere Kondensatorelektrode ermittelbar sind. Solch eine elektrische Messung wird anhand der 13 beschrieben werden. Die in 12 dargestellte Teststruktur 5 besitzt ferner ein viertes Dotierstoffdiffusionsgebiet 75, welches die innere Kondensatorelektrode 31 leitend mit einer ersten Source/Drain-Elektrode 71 eines vierten Transistors 70 verbindet. Das erste Source/Drain-Gebiet 71 des vierten Transistors 70 ist ferner durch einen vierten Kontaktanschluss 77 mit einer vierten Leitenbahn 76 kurzgeschlossen. Mithilfe der vier abgebildeten Leiterbahnen, die jeweils ohne Zwischenschaltung eines Inversionskanals, sondern direkt über das jeweilige Dotierstoffdiffusionsgebiet mit der inneren Kondensatorelektrode 31 verbunden sind, lässt die nachfolgend anhand 14 beschriebene elektrische Messung durchführen.

13 verdeutlicht ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Messung an einer Teststruktur 5, deren Grabenkondensator 30 über Dotierstoffdiffusionsgebiete 17, 27 und 67 und über die jeweils in 12 dargestellten ersten Source/Drain-Gebiete und Kontaktschlüsse mit den Leiterbahnen 16, 26 und 66 verbunden ist. Entlang der in 13 strichpunktiert dargestellten Linie wird ein Strom I bekannter Stromstärke von der ersten Leiterbahn 16 durch den Grabenkondensator 30 hindurch bis zur zweiten Leiterbahn 26 geleitet. Die zweite Leiterbahn 26 ist genau in der Mitte zwischen der ersten 16 und der dritten Leiterbahn 66 angeordnet. Durch eine Vierpunktmessung, bei der an der zweiten Leiterbahn 26 zusätzlich ein Anschluss V– eines Spannungsmessers angeschlossen wird, und bei der ein weiterer Anschluss V+ des Spannungsmessers an die dritte Leiterbahn 66 angeschlossen wird, lässt sich entlang des durch eine durchgezogene Linie dargestellten Strompfades eine Potentialdifferenz messen. Da der Strompfad zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn spiegelsymmetrisch zum Strompfad zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn verläuft und somit der ohmsche Widerstand beider Strompfade gleich gross ist, lässt sich aus dem Quotienten der gemessenen Potentialdifferenz zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn und der bekannten Stromstärke des Stroms, die entlang des Strompfades zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn fließt, der ohmsche Widerstand ermitteln. Da inneren Kondensatorelektrode 31 meist sehr stark dotiert und somit ein guter elektrischer Leiter ist, entspricht der ohmsche Widerstand jedes Strompfades in etwa dem doppelten ohmschen Widerstand eines der Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25.

14 zeigt ein alternatives Messverfahren, mit dem der Schichtwiderstand der inneren Kondensatorelektrode 31 gemessen werden kann. Dazu wird eine Teststruktur 5 mit einem Grabenkondensator 30 vorgesehen, der sich in Richtung y senkrecht zum Verlauf der Leiterbahnen über viele benachbarte Leiterbahnen erstreckt. Der Grabenkondensator 30 aus 14 ist durch die in 12 dargestellten Dotierstoffdiffusionsgebiete 15, 25, 65, 75, die ersten Source/Drain-Gebiete 11, 21, 61, 71 und Kontaktanschlüsse 17, 27, 67 und 77 an die Leiterbahnen 16, 26, 66 und 76 an vier Stellen elektrisch angeschlossen. In 14 ist die Reihenfolge der Nummerierung der Leiterbahnen gegenüber der 5 vertauscht; die erste und die zweite Leiterbahn 16, 26, zwischen denen ein Strom I vorgegebener Stromstärke fließt, befindet sich an den äußersten gegenüberliegenden Enden des Grabenkondensators 30. Zwischen ihnen sind in geringerem Abstand voneinander die dritte Leiterbahn 66 und die vierte Leiterbahn 76 angeordnet, wobei eine spiegelsymmetrische Anordnung der Leiterbahnen bezüglich der Mitte des Kondensatorgrabens 30 vorliegt. Zwischen der dritten und der vierten Leiterbahn befinden sich viele weitere Leiterbahnen, so dass innerhalb der inneren Kondensatorelektrode 31 eine lange Wegstrecke zwischen der dritten Leiterbahn 66 und der vierten Leiterbahn 76 zu überbrücken ist. Dadurch lässt sich bei Abgreifen eines mithilfe eines Spannungsmessers zu messenden Spannungsabfalls der Schichtwiderstand der inneren Kondensatorelektrode 31 ermitteln. Dafür werden jeweils an die dritte Leiterbahn 66 und die vierte Leiterbahn 76 ein Anschluss V+, V– des Spannungsmessers angeschlossen und dann, wenn zwischen der ersten 16 und der zweiten Leiterbahn 26 der Strom I fließt, die Spannung mithilfe des Spannungsmessers gemessen.

Mithilfe der vorliegenden Erfindung lassen sich insbesondere Speicherzellenfelder von DRAMs elektrisch untersuchen, indem im Sägerahmen eines Halbleiterwafers Teststrukturen der oben beschriebenen Bauweise ausgebildet werden. Anstelle der oben beschriebenen, mit "single sided buried straps" versehenen Teststrukturen können ebenso Teststrukturen mit "double sided buried straps" vorgesehen sein. Dabei sind Dotierstoffdiffusionsgebiete, durch die die innere Kondensatorelektrode 31 elektrisch anschließbar ist, auf zueinander entgegengesetzten Seiten des Randes von Grabenkondensatoren vorgesehen, wie etwa bei sogenannten MINT-Zellen (merged isolation and node trench).

Erfindungsgemäß werden solche Kontakte, die typischerweise die elektrische Verbindung zwischen Source/Drain-Gebieten und den Bitleitungen herstellen, auf denjenigen Source/Drain-Gebieten angeordnet, die durch einen buried strap mit einer inneren Kondensatorelektrode verbunden sind. Dadurch werden hohe Serienwiderstände aufgrund von Transistorkanälen, über die die Strompfade herkömmlich laufen, vermieden. Dadurch kann der ohmsche Widerstand eines buried strap, der typischerweise etwa von 15 kOhm beträgt, präziser gemessen werden.

1
Halbleiterprodukt
2
Halbleitersubstrat
5
Teststruktur
7
Speicherkondensator
8
Speicherzellenfeld
9
integrierte Speicherschaltung
10
erster Transistor
10a
Auswahltransistor
11, 21, 61, 71
erstes Source/Drain-Gebiet
12, 22
zweites Source/Drain-Gebiet
13, 23
Isolationsschicht
14, 24
Gate-Elektrode
14a
Wortleitung
14b
weitere Wortleitung
15
Dotierstoffdiffusionsgebiet
16
erste Leiterbahn
16a
erster Bereich des Halbleitersubstrats
17
erster Kontaktanschluss
18
erster Flächenkontakt
19
zweiter Flächenkontakt
20
zweiter Transistor
25
weiteres Dotierstoffdiffusionsgebiet
26
zweite Leiterbahn
26a
zweiter Bereich des Halbleitersubstrats
27
zweiter Kontaktanschluss
30
Grabenkondensator
31
innere Kondensatorelektrode
32
Kondensatordielektrikum
33
isolierendes Material
34
Außenrand
36
weitere Leiterbahn
37
weiterer Kontaktanschluss
40
weiterer Grabenkondensator
45
Anordnung
60
dritter Transistor
65
drittes Dotierstoffdiffusionsgebiet
66
dritte Leiterbahn
67
dritter Kontaktanschluss
70
vierter Transistor
75
viertes Dotierstoffdiffusionsgebiet
76
vierte Leiterbahn
77
vierter Kontaktanschluss
a
Abmessung
AA; BB
Schnittlinie
I
Strom
V1
erster Potentialanschluss
V2
zweiter Potentialanschluss
V+, V–
Anschluss eines Spannungsmessers
x, y, z
Richtungen


Anspruch[de]
Halbleiterprodukt (1) mit einem Halbleitersubstrat (2) und einer Teststruktur (5), die folgendes aufweist:

– zumindest einen ersten Transistor (10), der ein erstes (11) und ein zweites Source/Drain-Gebiet (12), die in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnet sind, eine Isolationsschicht (13) und eine Gate-Elektrode (14) aufweist, wobei die Gate-Elektrode (14) durch die Isolationsschicht (13) von dem Halbleitersubstrat (2) getrennt ist,

– mindestens einen Grabenkondensator (30), der eine in einem Graben angeordnete innere Kondensatorelektrode (31) aufweist,

– ein in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnetes Dotierstoffdiffusionsgebiet (15), das die innere Kondensatorelektrode (31) mit dem ersten Source/Drain-Gebiet (11) verbindet,

– zumindest eine erste Leiterbahn (16) und

– zumindest einen ersten Kontaktanschluss (17), der an die erste Leiterbahn (16) angeschlossen ist,

wobei der erste Kontaktanschluss (17) das erste Source/Drain-Gebiet (11) des ersten Transistors (10), welches durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet (15) mit der inneren Kondensatorelektrode (31) verbunden ist, kontaktiert.
Halbleiterprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktanschluss (17) eine Kontaktlochfüllung ist, die auf dem ersten Source/Drain-Gebiet (11) angeordnet ist. Halbleiterprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktanschluss (17) die erste Leiterbahn (16) unmittelbar mit dem ersten Source/Drain-Gebiet (11) kurzschließt. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Teststruktur (5) ferner folgendes aufweist:

– einen zweiten Transistor (20), der ein erstes (21) und ein zweites Source/Drain-Gebiet (22), die in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnet sind, eine Isolationsschicht (23) und eine Gate-Elektrode (24) aufweist, wobei die Gate-Elektrode (24) durch die Isolationsschicht (23) von dem Halbleitersubstrat (2) getrennt ist,

– ein in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnetes weiteres Dotierstoffdiffusionsgebiet (25), das die innere Kondensatorelektrode (31) mit dem ersten Source/Drain-Gebiet (21) des zweiten Transistors (20) verbindet,

– eine zweite Leiterbahn (26) und

– einen zweiten Kontaktanschluss (27), der an die zweite Leiterbahn (26) angeschlossen ist.
Halbleiterprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontaktanschluss (27) das erste Source/Drain-Gebiet (21) des zweiten Transistors (20), welches durch das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet (25) mit der inneren Kondensatorelektrode (31) verbunden ist, kontaktiert. Halbleiterprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontaktanschluss (27) das zweite Source/Drain-Gebiet (22) des zweiten Transistors (20) kontaktiert. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (10) und der zweite Transistor (20) durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet (15) und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet (25) an denselben Grabenkondensator (30) angeschlossen sind. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (16) und die zweite Leiterbahn (26) parallel zueinander verlaufen, dass der erste Transistor (10) in einem ersten Bereich (16a) des Halbleitersubstrats (2), der von der ersten Leiterbahn (16) überdeckt ist, angeordnet und der zweite Transistor (20) in einem zweiten Bereich (26a) des Halbleitersubstrats (2), der von der zweiten Leiterbahn (26) überdeckt ist, angeordnet ist, und dass in Richtung (y) quer zum Verlauf der beiden Leiterbahnen (16, 26) der Grabenkondensator (30) so breit ist, dass er sich von dem ersten Bereich (16a) des Halbleitersubstrats (2) bis zum zweiten Bereich (26a) des Halbleitersubstrats (2) erstreckt. Halbleiterprodukt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grabenkondensator (30) in einer Richtung (y), die parallel zur Oberfläche des Halbleitersubstrats (2) und quer zum Verlauf der beiden Leiterbahnen (16, 26) verläuft, eine Ausdehnung (a) besitzt, die größer ist als das dreifache der Breite der ersten Leiterbahn (16). Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grabenkondensator (30) mit seiner lateralen Haupterstreckungsrichtung quer zum Verlauf der beiden Leiterbahnen (16, 26) orientiert in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnet ist. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotierstoffdiffusionsgebiet (15) und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet (25) an einem Außenrand (34) des Grabenkondensators (30) auf derselben Seite des Grabenkondensators (30) angeordnet sind. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kondensatorelektrode (31) das Dotierstoffdiffusionsgebiet (15) mit dem weiteren Dotierstoffdiffusionsgebiet (25) verbindet. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Source/Drain-Gebiet (11) des ersten Transistors (10) und das erste Source/Drain-Gebiet (21) des zweiten Transistors (20) durch das Dotierstoffdiffusionsgebiet (15), die innere Kondensatorelektrode (31) und das weitere Dotierstoffdiffusionsgebiet (25) niederohmig miteinander verbunden sind. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (5) einen ersten (18) und einen zweiten offenliegenden Flächenkontakt (19) aufweist, wobei die erste Leiterbahn (16) an den ersten Flächenkontakt (18) und die zweite Leiterbahn (26) an den zweiten Flächenkontakt (19) angeschlossen ist. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterprodukt (1) ferner mindestens eine integrierte Speicherschaltung (9) aufweist, die eine Vielzahl von Speicherkondensatoren (7), Auswahltransistoren (10a), Wortleitungen (14a) und Bitleitungen (16a) aufweist, wobei die erste (16) und die zweite Leiterbahn (26) der Teststruktur (5) in derselben Leiterbahnebene angeordnet sind wie die Bitleitungen (16a) der integrierten Speicherschaltung (9). Halbleiterprodukt nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (5) eine regelmäßige Anordnung (45) von Transistoren, weiteren Grabenkandensatoren (40) und Leiterbahnen (36) aufweist, die der integrierten Speicherschaltung (9) nachgebildet sind. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (5) in einem Sägerahmen (35) des Halbleitersubstrats (2), der eine Vielzahl integrierter Speicherschaltungen (9) jeweils einzeln umgibt, angeordnet ist. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (16) und die zweite Leiterbahn (26) Bitleitungen sind. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Grabenkondensator (30) der Teststruktur (5) in zumindest einer lateralen Richtung (y) parallel zur Oberfläche des Halbleitersubstrats (2) eine Ausdehnung (a) besitzt, die mindestens das doppelte der Ausdehnung der weiteren Grabenkondensatoren (40) in dieser Richtung (y) beträgt. Halbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass

die Teststruktur (5) ferner folgendes aufweist:

– einen dritten Transistor (60) mit einem ersten Source/Drain-Gebiet (61),

– ein in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnetes drittes Dotierstoffdiffusionsgebiet (65), das die innere Kondensatorelektrode (31) mit dem ersten Source/Drain-Gebiet (61) des dritten Transistors (60) verbindet,

– eine dritte Leiterbahn (66) und

– eine dritten Kontaktanschluss (67), der an die dritte Leiterbahn (66) angeschlossen ist und das erste Source/Drain-Gebiet (61) des dritten Transistors (60) kontaktiert.
Halbleiterprodukt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (5) ferner folgendes aufweist:

– einen vierten Transistor (70) mit einem ersten Source/Drain-Gebiet (71),

– ein in dem Halbleitersubstrat (2) angeordnetes viertes Dotierstoffdiffusionsgebiet (75), das die innere Kondensatorelektrode (31) mit dem ersten Source/Drain-Gebiet (71) des vierten Transistors (70) verbindet,

– eine vierte Leiterbahn (76) und

– einen vierten Kontaktanschluss (77), der an die vierte Leiterbahn (76) angeschlossen ist und das erste Source/Drain-Gebiet (71) des vierten Transistors (70) kontaktiert.
Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Messung an einer Teststruktur eines Halbleiterprodukts, wobei das Verfahren die folgende Reihenfolge von Schritten aufweist:

a) Bereitstellen eines Halbleiterprodukts (1) mit einer Teststruktur (5) gemäss einem der Ansprüche 4 bis 21 und

b) Anschließen der ersten Leiterbahn (16) an einen ersten Potentialanschluss (V1) und Anschließen der zweiten Leiterbahn (26) an einen zweiten Potentialanschluss (V2) und Vorspannen des ersten (V1) und des zweiten Potentialanschlusses (V2) in der Weise, dass ein Strom vorgegebener Stromstärke (I) von dem ersten Potentialanschluss (V1) über die Teststruktur (5) zu dem zweiten Potentialanschluss (V2) fließt.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) ein Halbleiterprodukt gemäss Anspruch 20 bereitgestellt wird, bei dem die zweite Leiterbahn (26) zwischen der ersten Leiterbahn (16) und der dritten Leiterbahn (66) angeordnet ist und bei dem der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn genauso groß ist wie der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn, und dass in Schritt b) ferner an die zweite (26) und die dritte Leiterbahn (66) jeweils ein Anschluss (V+, V–) eines Spannungsmessers angeschlossen wird und dass ein Spannungsabfall zwischen der zweiten (26) und der dritten Leiterbahn (66) gemessen wird. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) ein Halbleiterprodukt gemäss Anspruch 21 bereitgestellt wird, bei dem die dritte (66) und die vierte Leiterbahn (76) zwischen der ersten (16) und der zweiten Leiterbahn (26) angeordnet sind, wobei der Abstand der dritten Leiterbahn (66) von der ersten Leiterbahn (16) genauso groß ist wie der Abstand der vierten Leiterbahn (76) von der zweiten Leiterbahn (26), und dass im Schritt b) ferner an die dritte (66) und die vierte Leiterbahn (76) jeweils ein Anschluss (V+, V–) eines Spannungsmessers angeschlossen wird und ein Spannungsabfall zwischen der dritten (66) und der vierten Leiterbahn (76) gemessen wird.






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