[發明專利]超薄柵極氮氧化硅薄膜的氮含量測量方法

有效

• 申請號: 201210162977.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103426784B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 張凌越
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 張靜潔,徐雯瓊

1.一種超薄柵極氮氧化硅薄膜的氮含量測量方法，在進行所述氮含量測量方法之前，已經在一個半導體結構中對應柵極的位置，在作為硅襯底的Si層上，生長了一層超薄柵極氧化物薄膜即第一SiO₂層；并進一步通過氮化工藝在所述Si層與所述第一SiO₂層的分界面處引入氮原子與硅原子鍵結以形成一個含氮層，所述第一SiO₂層及所述含氮層構成超薄柵極氮氧化硅薄膜即SiON層；所述氮含量測量方法，即適用于測量包含所述SiON層的半導體結構，其特征在于，

所述氮含量測量方法，包含以下步驟：

步驟1、對所述半導體結構上的薄膜厚度進行測量，并記該厚度為第一厚度h；

步驟2、對所述半導體結構進行再氧化處理；

步驟3、對經過再氧化處理后的半導體結構上的薄膜厚度進行測量，并記該厚度為第二厚度H；

步驟4、根據第二厚度H與第一厚度h的差值，計算半導體結構上薄膜厚度的增加量Δh?，即Δh?=H-h，從而計算得到與所述厚度的增加量Δh相對應的氮氧化硅薄膜中的氮含量。

2.如權利要求1所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟1中測量的，是所述半導體結構中對應柵極位置的SiON層的整體厚度。

3.如權利要求2所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟2中所述再氧化處理，是對所述半導體結構進行的快速熱氧化處理。

4.如權利要求3所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟2中，在進行所述再氧化處理之后，會在Si層的表面進行氧化反應，并形成位于所述Si層與所述SiON層的分界面處的另一個氧化物薄膜即第二SiO₂層。

5.如權利要求4所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟3中測量的，是所述半導體結構中對應柵極的位置從下至上依次布置的所述第二SiO₂層和所述SiON層的整體厚度。

6.如權利要求1~5中任意一項所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟4中，所述半導體結構在進行再氧化處理之前和之后薄膜厚度的增加量Δh與氮氧化硅薄膜中的氮含量成反比，即，測得的厚度增加量Δh越大，氮氧化硅薄膜中的氮含量越低，而測得的厚度增加量Δh越少，氮氧化硅薄膜中的氮含量越高。

7.如權利要求6所述的氮含量測量方法，其特征在于，

步驟4中，還進一步包含以下過程：即，通過計算所述半導體結構在進行再氧化處理之前和之后薄膜厚度的增加量Δh與氮氧化硅薄膜中的氮含量之間的關系函數并繪制函數曲線，從而根據所述函數及函數曲線，以測得的薄膜厚度增加量Δh來計算所述氮氧化硅薄膜中的氮含量。