[發明專利]確定半導體鰭中的載流子濃度的方法

有效

• 申請號: 201310034628.9
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103852702A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 萬幸仁;奧野泰利;葉凌彥;施啟元;邵元輔;蔡偉駿
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地來說，涉及半導體器件的測量方法。

背景技術

隨著集成電路規模的不斷縮小和對集成電路速度要求的不斷增加，晶體管需要具有更高的驅動電流和更小的尺寸。因此，開發了鰭式場效應晶體管(FinFET)。FinFET具有增加的溝道寬度。通過形成包括位于半導體鰭側壁上的部分和位于半導體鰭的頂面上的部分的溝道來實現溝道寬度的增加。由于晶體管的驅動電流與溝道寬度成比例，所以FinFET的驅動電流增加。

在現有的FinFET形成工藝中，首先在硅襯底內形成淺溝槽隔離(STI)區。然后，STI區凹進以形成硅鰭，硅鰭包括硅襯底位于凹進的STI區上方的部分。接下來，形成柵極介電層、柵電極以及源極和漏極區，以完成FinFET的形成。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種方法，包括：使用四點探針頭探測至少一個半導體鰭，所述四點探針頭的四個探針引腳與所述至少一個半導體鰭接觸；測量所述至少一個半導體鰭的電阻；以及通過所述電阻計算半導體鰭的載流子濃度。

該方法進一步包括通過所述電阻計算所述半導體鰭的電阻率，通過所述電阻率計算所述載流子濃度。

在該方法中，在探測步驟期間，所述四點探針頭的所述四個探針引腳與多個半導體鰭接觸。

在該方法中，在探測步驟期間，所述四點探針頭的所述四個探針引腳與所述至少一個半導體鰭的頂面接觸，并且所述至少一個半導體鰭的頂面與緊鄰所述至少一個半導體鰭的隔離區的頂面平齊。

在該方法中，在探測步驟期間，所述四點探針頭的所述四個探針引腳與所述至少一個半導體鰭的頂面接觸，并且所述至少一個半導體鰭突出到緊鄰所述至少一個半導體鰭的隔離區之外。

該方法進一步包括：在所述探測步驟之前，蝕刻所述隔離區以降低所述隔離區的頂面。

在該方法中，對包括具有相等寬度和相等間距的多個半導體鰭的測試圖案實施探測步驟，并且在多個半導體鰭中包括所述至少一個半導體鰭。

根據本發明的另一方面，提供了一種方法，包括：四點探針頭的第一探針引腳、第二探針引腳、第三探針引腳和第四探針引腳與測試結構中的多個半導體鰭接觸以探測測試結構，所述多個半導體鰭相互平行；施加電流以流經所述第一探針引腳和所述第四探針引腳；通過所述第二探針引腳和所述第三探針引腳測量電壓，其中，所述第二探針引腳和所述第三探針引腳位于所述第一探針引腳和所述第四探針引腳之間；使用所述電流和所述電壓計算所述多個半導體鰭的電阻率；以及通過電阻率計算所述多個半導體鰭的載流子濃度。

在該方法中，從上往下看時，所述測試結構的大小在約40μm和約60μm之間。

在該方法中，從上往下看時，所述第一探針引腳、所述第二探針引腳、所述第三探針引腳和所述第四探針引腳的大小在約0.1μm和約5μm之間。

在該方法中，在探測步驟期間，所述第一探針引腳、所述第二探針引腳、所述第三探針引腳和所述第四探針引腳與所述多個半導體鰭中的一個以上的半導體鰭接觸。

在該方法中，在探測步驟期間，所述第一探針引腳、所述第二探針引腳、所述第三探針引腳和所述第四探針引腳與所述多個半導體鰭的頂面接觸，并且所述多個半導體鰭的頂面與緊鄰所述多個半導體鰭的隔離區的頂面平齊。

在該方法中，在探測步驟期間，所述第一探針引腳、所述第二探針引腳、所述第三探針引腳和所述第四探針引腳與所述多個半導體鰭的頂面接觸，并且所述多個半導體鰭突出到緊鄰所述多個半導體鰭的隔離區之外。

該方法進一步包括：在所述探測步驟之前，蝕刻所述隔離區以降低所述隔離區的頂面。

在該方法中，所述多個半導體鰭具有相等的寬度和相等的間距。

根據本發明的又一方面，提供了一種方法，包括：在多個隔離區之間形成多個半導體鰭；實施化學機械拋光以使所述半導體鰭的頂面與所述多個隔離區的頂面平齊；將所述多個隔離區的頂面凹進，其中，所述多個半導體鰭包括位于所述多個隔離區上方的部分；以及使用四點探針頭探測所述多個半導體鰭。

該方法進一步包括：使用在探測期間測量的電阻來計算所述多個半導體鰭的電阻率；以及通過所述電阻率計算所述半導體鰭的載流子濃度。

在該方法中，所述多個半導體鰭包括位于硅鰭上方的鍺鰭，并且在探測所述多個半導體鰭的步驟中，所述四點探針頭的探針引腳與所述鍺鰭接觸。

在該方法中，所述多個半導體鰭具有相等的寬度和相等的間距。