[發明專利]檢測離子濃度的方法

有效

• 申請號: 201610377362.1
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN107452639B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 李震遠;史江北;安云玲;劉傳軍
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種檢測離子濃度的方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，在所述半導體襯底的表面形成陣列分布的測試墊，所述測試墊中具有摻雜離子，且相鄰所述測試墊之間的間隔均相等；

采用二次離子質譜分析所述半導體襯底，在所述陣列分布的測試墊中掃描呈方形的第一區域，所述第一區域的邊長大于所述測試墊的邊長，且小于所述陣列分布的測試墊的總長度；

收集第二區域中的摻雜離子以及半導體襯底的二次離子信號，所述第二區域為位于所述第一區域中呈方形的區域，所述第二區域的邊長大于所述測試墊的邊長，且所述第二區域至少完全覆蓋一個所述測試墊；

對所述二次離子信號中的半導體襯底的信號進行修正，得到所述摻雜離子的含量；其中，對所述二次離子信號中的半導體襯底的信號進行修正的步驟包括：采用二次離子質譜分析所述半導體襯底中無摻雜離子的第三區域，獲取單位面積的所述第三區域的半導體襯底的二次離子信號K；將所述第二區域的半導體襯底的信號減去S×K/S’，S為所述第二區域覆蓋的所述間隔的總面積，S’為所述第二區域的面積。

2.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，在所述半導體襯底的表面形成m行p列的所述測試墊，所述測試墊呈正方形形狀，m，p為大于等于2的正整數。

3.如權利要求2所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述測試墊的邊長為500nm～2000nm。

4.如權利要求2所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述第一區域為邊長L1的正方形，所述第二區域為邊長L2的正方形，S’＝L2²。

5.如權利要求3所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述第二區域覆蓋的間隔的總面積S＝2×d×n-(d×n)²，其中，d為相鄰測試墊間隔的距離，n為所述第二區域覆蓋的間隔的條數，n＝2(|L2/a|+1)，a為所述測試墊的邊長。

6.如權利要求5所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述半導體襯底的表面形成m行m列的所述測試墊，所述陣列分布的測試墊呈正方形形狀。

7.如權利要求6所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，相鄰測試墊間隔的距離d＝(b-ma)/(m-1)，b為所述陣列分布的測試墊的總長度。

8.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述第二區域完全覆蓋一個所述測試墊，所述第二區域覆蓋四條所述間隔。

9.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述測試墊中具有鍺、硼的摻雜離子，所述間隔為未摻雜的硅。

10.如權利要求9所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述測試墊包括依次位于所述半導體襯底上的第一外延層、第二外延層和第三外延層，所述第一外延層中鍺的含量為10％～30％，第二外延層中鍺的含量為30％～50％，硼的摻雜濃度為10¹⁹～10²⁰原子個數/cm³，第三外延層中鍺的含量為0。

11.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述陣列分布的測試墊位于所述半導體襯底的切割道區域。

12.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述第二區域的一邊長與所述測試墊的一邊長之間的夾角為一銳角。

13.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，所述第一區域的中心與所述第二區域的中心相同。

14.如權利要求1所述的檢測離子濃度的方法，其特征在于，采用氧離子束對所述陣列分布的測試墊進行二次離子質譜分析，所述氧離子束的電流為5nA～20nA。