[發明專利]測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法

有效

• 申請號: 201210225784.9
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102779769A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 范榮偉;倪棋梁;龍吟;王愷;陳宏璘
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明屬于半導體領域，涉及一種測算離子擴散能力的方法，尤其涉及一種測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法。

背景技術

半導體器件井區的優劣對半導體器件起到關鍵作用，當器件做到55nm以下時，對井區的控制尤其重要。有很多因素會對半導體器件的井區產生影響，如注入離子的劑量，深度，角度，以及離子自身擴散等。而由于缺少對離子自身擴散能力的有效評估方法，所以難以控制其對器件的影響。

注入到井區的離子，在后續晶格修復熱退火過程中，會沿著被破壞的晶格擴散，且大多為橫向擴散。而離子的橫向擴散對器件性能危害很大，比如N型井區的離子在熱作用下擴散到P型井區，會嚴重影響NMOSFET器件的性能。其離子擴散區域將會與PMOSFET產生漏電。

目前針對井區離子的橫向擴散，大多通過晶圓驗收測試（wafer?acceptance?test，WAT）以及電性測試進行，由于后續的諸多制程均會對WAT?以及電性測試結果產生影響，很難精確測定其橫向擴散能力，而且加長了制程循環時間。

因此本領域的技術人員致力于開發一種能有效測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法。

發明內容

鑒于上述現有技術中的問題，本發明所要解決的技術問題是現有的技術缺乏有效測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法。

本發明的一種測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法，包括以下步驟：

步驟1，建立測試模塊，所述模塊上的活動區包括由淺溝道隔離隔開的P井區和N井區；

步驟2，模擬制程結構，設置井區的鎢連接孔；

步驟3，進行離子注入，所述P井區或N井區只注入第一道離子；

步驟4，對測試模塊進行掃描，得到鎢連接孔的明暗圖。

在本發明的一個較佳實施方式中，所述活動區的大小為20umx50um。

在發明的另一較佳實施方式中，所述淺溝道隔離的底部寬度為200~300nm。

在發明的另一較佳實施方式中，所述步驟3中在所述P井區只注入第一道離子，如果所述步驟4中NMOSFET的鎢連接孔明亮則離子擴散到N井區；如果所述步驟4中NMOSFET的鎢連接孔灰暗則離子未擴散到N井區。

在發明的另一較佳實施方式中，所述步驟4中應用電子束缺陷掃描儀對測試模塊進行掃描。

在發明的另一較佳實施方式中，還包括步驟5，將淺溝道隔離的底部寬度與所述鎢連接孔的明暗圖進行比較從而得到離子的擴散能力。

本發明通過建立測試模塊，模擬實際制程中器件結構，并根據所需調整注入離子的條件。然后應用電子束缺陷掃描儀進行檢查，根據測試模塊與掃描結果測算井區離子的橫向擴散能力，從而為半導體器件的井區優化提供參考，為良率提升提供了保障。本發明是方法簡便易行。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的流程圖；

圖2a是未受到N井區離子擴散影響的鎢連接孔亮度示意圖；

圖2b是為受N井區離子擴散影響的鎢連接孔亮度示意圖。

具體實施方式

在本發明的實施例的測算半導體器件井區注入離子橫向擴散能力的方法中，圖1中所示，包括以下步驟：

步驟1，建立測試模塊。在模塊上劃分出不同組別一定面積的活動區（AA），比如大小為20umx50um。在這些AA上，間隔劃分P井區與N井區，P井與N井之間由淺溝道隔離（STI）隔開，將STI的底部寬度在實際制程基礎上做不同窗口。比如假設實際STI寬度為250nm，那么可以分別做200至300的等分的十個窗口，此種測試模塊可以根據需要鋪設在晶圓上。確定其他條件前提下，改變想要測算井區離子注入的條件。

步驟2，模擬實際制程結構，設置井區的鎢連接孔，并進行適當簡化。比如簡化成主要有P井區和N井區組成的器件分布與結構。將結構進行簡化的目的是去除其他因素的干擾。

步驟3，根據需要調整井區離子注入條件。如選擇測算P井第一道離子注入制程的離子橫向擴散能力，可以將其他條件按實際制程進行，而P井區只注入第一道離子。