[發明專利]一種定點化學染結方法

在審

• 申請號: 201510546704.3
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105161440A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 馬香柏
• 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: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及半導體集成電路失效分析領域，特別是指一種進行PN結形貌判斷的定點化學染結方法。

背景技術

常見的PN結形貌判斷方法，有根據離子注入工藝條件結合半導體材料本身性質進行估算的方法，也有通過設備直接測量的，主要有擴展電阻測試(SRP)、電容電壓測試(C-V法)、二次離子質譜儀(SIMS)測試等。這些測量工具存在設備價格較高、定點制樣困難、對樣品大小要求嚴格等問題。

化學染色法成本較低、操作簡單、實驗快捷，所以化學染色法在半導體生產中應用較廣泛。傳統定點染結方法為：FIB(聚焦離子束)挖坑，然后顯結。由于聚焦離子束制樣的機時考慮，坑的大小一般為幾十微米的邊長，化學染結液無法完全滲透，染結效果不佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種定點化學染結方法，可以精確定位染結位置，并使化學染結液充分發揮顯結作用。

為解決上述問題，本發明所述的一種定點化學染結方法，包含：

第1步，對硅片進行減劃，簡化成條狀薄片，把定點區包含在內；

第2步，將樣品放置在聚焦離子束機臺上；

第3步，在定點區兩側挖出凹坑；

第4步，取下樣品，放進化學器皿進行化學染結；

第5步，采用常規透射電鏡觀察方式進行目標PN結的觀察，獲得結深以及缺陷信息。

進一步地，所述第1步中，條狀薄片的厚度為10～300微米，長度為芯片寬度的整數倍，或者比芯片寬度略小，是根據需要定點染結區的大小進行調整。

進一步地，所述第2步中，根據樣品大小，采用鑷子或者真空吸管。

進一步地，所述第3步中，凹坑長度在10～20微米，深度在10～20微米，厚度以兩側均切到目標PN結區域，為50～500納米。

進一步地，所述第4步中，染結配比根據PN結區域類型以及濃度進行調整，包括但不僅限于鉻酸溶液染結法、醋酸溶液染結法、緩沖氧化層刻蝕溶液染色法和硫酸銅溶液染色法。

本發明所述的一種定點化學染結方法，通過在定點制樣區兩側聚焦離子束挖出凹坑，精確定位染結位置，充分發揮化學染結液的顯結作用，獲得結深以及結缺陷等工藝信息。

附圖說明

圖1是本發明制樣示意圖。

圖2是本發明聚焦離子束挖坑平面示意圖。

圖3是本發明聚焦離子束挖坑立體示意圖。

圖4是本發明方法步驟示意圖。

具體實施方式

本發明所述的一種定點化學染結方法，包含：

第1步，對硅片進行減劃，簡化成條狀薄片，把定點區包含在內。條狀薄片的厚度為10～300微米，如圖1所示，長度a為芯片寬度的整數倍，或者比芯片寬度略小，可以根據需要定點染結區的大小進行調整。

第2步，將樣品放置在聚焦離子束機臺上。根據樣品大小，可以采用鑷子或者真空吸管進行樣品的轉移。

第3步，在定點區兩側挖出凹坑，如圖2及圖3所示，凹坑長度c在10～20微米，深度d在10～20微米，厚度b以兩側均切到目標PN結區域為宜，一般為50～500納米。

第4步，取下樣品，放進化學器皿進行化學染結。染結配比根據PN結區域類型以及濃度進行調整，可以采用鉻酸溶液染結法、醋酸溶液染結法、BOE(BufferedOxideEtch：緩沖氧化層刻蝕)溶液染色法和硫酸銅溶液染色法等。

第5步，采用常規透射電鏡觀察方式進行目標PN結的觀察，獲得結深以及缺陷信息。

通過上述工藝，在基于轉廠0.18微米的平臺上，成功發現選擇柵與浮柵之間的結較小的問題，這會引起編程不充分，本方法解決了兩個廠之間編程電流差別10微安的根源，提升了產品良率。

以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限定本發明。對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。