[發明專利]一種判斷體鐵測試值可信度的方法

有效

• 申請號: 201410200552.7
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103983540A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 劉耀琴;王艾;周文飛;王建勛
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;H01L21/66
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明屬半導體硅片工藝技術領域，具體為一種判斷體鐵測試值可信度的方法。

背景技術

隨著IC工業的發展,對硅材料的質量提出了越來越高的要求。硅單晶中的非平衡少數載流子壽命(少子壽命)是一個被關注的表征材抖性能的重要物理參數。影響少子壽命的主要因素之一是金屬沾污。因為金屬雜質可以通過熱過程從硅片的表面擴散進內部,并成為非常有效的復合中心,大大促進載流子的復合,降低硅片壽命,進而影響器件的性能和可靠性。

在集成電路芯片的制造過程中硅片需通過多道工序處理，每道工序前、后需對該工藝可能產生變化的硅片的重要參數進行測試。在熱處理、外延以及CVD等工藝等過程中對金屬沾污需要嚴格控制。用來衡量硅片的金屬沾污程度的主要參數有表面金屬濃度和體鐵濃度。目前高精度測試硅片體鐵濃度的主要方法是表面光電壓法(SPV)法，表面光電壓法(SPV)法是一種非破壞性可全片掃描測量硅拋光片少數載流子擴散長度及體內鐵雜質含量的測試方法。在常溫下,P型硅中的帶正電的間隙原子Fe易和帶負電位于替位位置上的B原子形成鐵硼對。但鐵硼對在波長大于0.7um的近紅外光照射下易分解。

SPV原理是以不同波長的激光照射硅片將硅片中的鐵硼對分解產生鐵離子，產生的鐵離子與硅片中的少子(電子)結合，通過測量光照前、后硅片中少子的擴散長度即可計算出硅片中鐵硼對的數量，進而推算出硅片中單位體積內鐵元素的含量，計算公式如下：

NFe(atoms/cm3)=1.05×1016(1/Lafter2-1/Lbefore2)]]>

其中，N_Fe為體鐵值，L_after為光照后少子的擴散長度，L_before為光照前少子的擴散長度。

但SPV法是間接測試硅片中體鐵濃度，在測試過程中容易受到硅片形變導致的應力、氧施主、表面氧化層的厚度等多種因素的影響，因此需對測試值的可信度進行評估。目前判斷用SPV法測試所得體鐵值的可信度主要依據是對比光照前的少子擴散長度是否大于光照后少子的擴散長度，但是經過大量實驗驗證當光照前少子的擴散長度大于光照后少子的擴散長度時其體鐵測試值有時也不可信。

因此，提供一種判斷體鐵值的可信度的方法成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的是提供一種判斷體鐵值的可信度的方法，為分析工藝數據提供可信的實驗數據，進而可以加快優化工藝參數的速率。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

本發明提供一種判斷體鐵測試值可信度的方法，包括以下步驟：

S1、選取一組可信硅片，采用SPV法分別測量該組硅片光照前少子的擴散長度L_before1、L_before2…L_beforen、光照后少子的擴散長度L_after1、L_after2…L_aftern后，計算出可信硅片的體鐵值N_Fe1、N_Fe2…N_Fen；

S2、計算S1可信硅片組的體鐵值與光照前擴散長度的相關系數R_b及體鐵值與光照后擴散長度的相關系數R_a；