[發明專利]一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法

有效

• 申請號: 202010061077.5
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111220820B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 黃亞敏;董業民;陳曉杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01Q30/20
• 分類號: G01Q30/20
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一待檢測的鰭式場效應晶體管芯片，所述鰭式場效應晶體管芯片的尺寸小于22nm；

對所述鰭式場效應晶體管芯片進行預處理，得到頂部具有第一沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，所述至少兩個切割面中相鄰兩個切割面為第一截面和第二截面；

根據所述頂部具有第一沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，得到所述第一截面上需觀測Fin溝道位置和所述第二截面上與所述需觀測Fin溝道位置相對應的柵極位置；

根據所述需觀測Fin溝道位置和所述柵極位置，在所述第一截面、所述第二截面和所述第一沉積保護層的表面上進行定位標記，得到具有第一定位標記的芯片樣品；

對所述第一截面的表面進行保護層沉積，得到具有第二沉積保護層和未被覆蓋的第一定位標記的芯片樣品；

根據所述未被覆蓋的第一定位標記，在所述第二沉積保護層上補回被覆蓋的定位標記，得到在所述第二沉積保護層上具有第二定位標記的芯片樣品；

根據所述第一定位標記和所述第二定位標記，對所述在所述第二沉積保護層上具有第二定位標記的芯片樣品進行切割處理，得到頂部具有第二沉積保護層和所述第二定位標記的錐形芯片樣品；

去除所述第二沉積保護層和第二定位標記，得到含有鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品。

2.根據權利要求1所述的一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，所述對所述鰭式場效應晶體管芯片進行預處理，得到頂部具有第一沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，所述至少兩個切割面中相鄰兩個切割面為第一截面和第二截面包括：

對所述鰭式場效應晶體管芯片進行減薄，減薄至接觸層，得到減薄芯片樣品；

對所述減薄芯片樣品進行保護層沉積，得到具有第一沉積保護層的芯片樣品；

對所述具有第一沉積保護層的芯片樣品進行粗切割處理，得到頂部具有第一沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，所述至少兩個切割面中相鄰兩個切割面為第一截面和第二截面。

3.根據權利要求2所述的一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，所述第一截面的面積大于所述第二截面的面積。

4.根據權利要求1所述的一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，所述根據所述頂部具有第一沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，得到所述第一截面上需觀測Fin溝道位置和所述第二截面上與所述需觀測Fin溝道位置相對應的柵極位置包括：

根據所述頂部具有沉積保護層和側邊具有至少兩個切割面的粗切割樣品，得到所述第一截面和所述第二截面的表面電路布局圖；

根據所述第一截面表面電路布局圖，得到所述第一截面上需觀測Fin溝道位置；

根據所述需觀測Fin溝道位置和所述第二截面表面電路布局圖，得到所述第二截面上與所述第一截面上需觀測Fin溝道位置相對應的柵極位置。

5.根據權利要求1所述的一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，所述對所述第一截面的表面進行保護層沉積，得到具有所述第二截面和所述第一沉積保護層上未被覆蓋的第一定位標記的芯片樣品之前還包括：

將所述芯片樣品通過原位探針與所述第一截面粘結原位提取；

將所述芯片樣品粘結在原位TEM樣品臺上且所述芯片樣品的第一截面平行朝上；

移開原位探針。

6.根據權利要求1所述的一種精確定位鰭式場效應晶體管的原子探針針尖樣品制備方法，其特征在于，所述根據所述未被覆蓋的第一定位標記，對所述第二沉積保護層上補回被覆蓋的定位標記，得到在所述第二沉積保護層上具有第二定位標記的芯片樣品之后還包括：

切割所述具有第二定位標記的芯片樣品的底部硅基體，得到具有斜坡面的芯片樣品；

使用原位探針粘結所述芯片樣品的第二截面；

通過移動所述原位探針來移動所述芯片樣品，并將芯片樣品的所述斜坡面粘結到APT樣品臺上，得到粗薄狀的芯片樣品；

移除所述原位探針。