测试样品的制备方法以及测试方法技术

本发明专利技术揭示了一种测试样品的制备方法，包括：提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区；对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞；对所述样品进行截面研磨工艺，暴露出所述样品的一纵截面；分别对所述样品的正面以及背面进行细抛，对所述正面细抛至所述阱区上方，对所述背面细抛至所述阱区的下方，以得到所述测试样品，所述测试样品的厚度小于1.5μm。本发明专利技术还提供一种测试方法。所述测试样品既可以进行透射电子显微镜观察，也可以用纳米探针分析电压‑电流特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体失效分析
，特别是涉及一种测试样品的制备方法以及测试方法。
技术介绍
在半导体领域，对产品进行失效分析时，首先通过去层分析到目标地址层，制备成TEM(透射电子显微镜)薄片样品，然后再使用TEM观察目标地址失效元器件的微观结构，从而判断失效模式，找出失效的根源。对于通过去层分析不能精确确定失效元器件地址的样品，需要借助Nanoprober(纳米探针)来量测疑似失效元器件的电压-电流特性，通过电压-电流特性曲线判断哪些元器件有问题，然后再通过TEM来观察其微观结构，从而建立起元器件电性失效与物理缺陷之间的关系。无论是哪一种案例，TEM都是最后一道分析手段。但是对于没有确定地址、或者本身不是全制程产品(shortloop)的失效案例，只能通过TEM的方式来进行分析。然而，由于TEM的样品为薄片样品，即便TEM观察到异常缺陷，薄片样品无法进一步评估该缺陷是否会对器件或者电路有影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种测试样品的制备方法，所述测试样品既可以进行透射电子显微镜观察，也可以用纳米探针分析电压-电流特性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种测试样品的制备方法，包括：提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底位于所述背面的一侧，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区，所述栅极位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层覆盖所述衬底和栅极，所述栓塞位于所述介质层中，多个所述栓塞分别导通所述栅极、源极区、漏极区和体区；对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞；对所述样品进行截面研磨工艺，暴露出所述样品的一纵截面；以及分别对所述样品的正面以及背面进行细抛，对所述正面细抛至所述阱区上方，对所述背面细抛至所述阱区的下方，以得到所述测试样品，所述测试样品的厚度小于1.5μm。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，在对所述样品进行截面研磨工艺之前，所述制备方法还包括：在剥离后所述样品的正面确定一目标地址。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，对所述样品进行截面研磨工艺后，所述纵截面具所述目标地址的距离为2μm～10μm。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，采用聚焦离子束对所述样品的正面以及背面进行细抛。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，从所述纵截面对所述样品的正面以及背面进行细抛，并使用扫描电子显微镜观察停刀位置。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，所述扫描电子显微镜的观察电压为0.5KV～2KV。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，所述扫描电子显微镜的观察电压为1KV、1.5KV。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，所述测试样品的厚度为700nm～1μm。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，对所述正面细抛至所述栅极上方。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，对所述正面细抛至所述栅极上方50nm～100nm处。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，所述衬底面向所述正面的一侧还具有浅槽隔离，对所述背面细抛至所述浅槽隔离的下方50nm～200nm处。进一步的，在所述测试样品的制备方法中，采用研磨工艺对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞。根据本专利技术的另一面，还提供一种测试方法，包括：提供一测试样品，所述测试样品采用如上任意一项所述测试样品的制备方法得到；将所述测试样品放到透射电子显微镜中，对所述测试样品的正面进行观察；将所述测试样品放到一基体上，所述测试样品的正面位于背离所述基体；以及将所述基体放到纳米探针样品台上，使用纳米探针对所述测试样品进行测试。进一步的，在所述测试方法中，将所述测试样品放到一基体上的步骤包括：在所述基体上制备一凹坑；将所述测试样品放到所述凹坑中。进一步的，在所述测试方法中，所述凹坑的深度是所述测试样品的厚度的1/4～3/4。进一步的，在所述测试方法中，所述凹坑和测试样品均为方形，所述凹坑的长度是所述测试样品的长度的1.1～1.3倍，所述凹坑的宽度是所述测试样品的宽度的1.1～1.3倍。进一步的，在所述测试方法中，通过热固性胶将所述测试样品固定到所述凹坑中。进一步的，在所述测试方法中，所述基体的材料和所述衬底的材料相同。进一步的，在所述测试方法中，所述基体为方形，所述基体的尺寸为5mm×5mm～15mm×15mm。进一步的，在所述测试方法中，使用纳米探针对所述测试样品进行测试时，所述纳米探针分别接触与所述源极区、漏极区和体区相导通的栓塞；或，对所述正面细抛至所述栅极上方，所述纳米探针分别接触与所述栅极、源极区、漏极区和体区相导通的栓塞。与现有技术相比，本专利技术提供的测试样品的制备方法以及测试方法具有以下优点：在本专利技术提供的测试样品的制备方法中，先提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底位于所述背面的一侧，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区，所述栅极位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层覆盖所述衬底和栅极，所述栓塞位于所述介质层中，多个所述栓塞分别导通所述栅极、源极区、漏极区和体区；然后，对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞；接着，对所述样品进行截面研磨工艺，暴露出所述样品的一纵截面；之后，分别对所述样品的正面以及背面进行细抛，对所述正面细抛至所述阱区上方，对所述背面细抛至所述阱区的下方，以得到所述测试样品，所述测试样品的厚度小于1.5μm。由于所述测试样品的厚度小于1.5μm，所以，所述测试样品可以放入透射电子显微镜中进行观察；并且，在所述测试样品中保留了所述源极区、漏极区和体区相导通的栓塞，所述测试样品还可以也用纳米探针分析电压-电流特性。附图说明图1为本专利技术中一实施例测试样品的制备方法的流程图；图2为本专利技术中一实施例测试样品的制备方法的流程图；图3-图8为本专利技术一实施例的测试样品在制备过程中的示意图；图9为本专利技术中一实施例测试样品放置在所述基体上的示意图。具体实施方式现有技术中的TEM的样品为薄片样品，在进行TEM观察看，所述薄片样品不能在进行纳米探针的测试。专利技术人对现有技术研究发现，常见的器件都是四端器件，只要栅极、源极区、漏极区和体区的结构完整，那么该器件的电压-电流特性就可以进行分析；而对于分析PN结电压-电流特性的情况，只要保证源极区、漏极区和体区的结构完整即可。专利技术人进一步研究发现，如果TEM的样品可以保证栅极、源极区、漏极区和体区的结构完整，那么TEM的样品则可以使用纳米探针检测电压-电流特性。但是TEM的样品不能太厚，否则TEM的电子无法穿透所述TEM的样品。如果所述测试样品的厚度小于1.5μm，则测试样品可以放入透射电子显微镜中进行观察。根据上述研究，本专利技术的核心思想在于，提供一种测试样品的制备方法，如图1所示，包括：步骤S11、提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底位于所述背面的一侧，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区，所述栅极位于所述衬底面向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试样品的制备方法，其特征在于，包括：提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底位于所述背面的一侧，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区，所述栅极位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层覆盖所述衬底和栅极，所述栓塞位于所述介质层中，多个所述栓塞分别导通所述栅极、源极区、漏极区和体区；对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞；对所述样品进行截面研磨工艺，暴露出所述样品的一纵截面；以及分别对所述样品的正面以及背面进行细抛，对所述正面细抛至所述阱区上方，对所述背面细抛至所述阱区的下方，以得到所述测试样品，所述测试样品的厚度小于1.5μm。

【技术特征摘要】
1.一种测试样品的制备方法，其特征在于，包括：提供一样品，所述样品具有正面以及与所述正面相对的背面，所述样品包括衬底、栅极、介质层、多个栓塞，所述衬底位于所述背面的一侧，所述衬底面向所述正面的一侧具有阱区，所述阱区中设置有源极区、漏极区和体区，所述栅极位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层位于所述衬底面向所述正面的一侧，所述介质层覆盖所述衬底和栅极，所述栓塞位于所述介质层中，多个所述栓塞分别导通所述栅极、源极区、漏极区和体区；对所述样品的正面进行剥离至露出所述栓塞；对所述样品进行截面研磨工艺，暴露出所述样品的一纵截面；以及分别对所述样品的正面以及背面进行细抛，对所述正面细抛至所述阱区上方，对所述背面细抛至所述阱区的下方，以得到所述测试样品，所述测试样品的厚度小于1.5μm。2.如权利要求1所述测试样品的制备方法，其特征在于，在对所述样品进行截面研磨工艺之前，所述制备方法还包括：在剥离后所述样品的正面确定一目标地址。3.如权利要求2所述测试样品的制备方法，其特征在于，对所述样品进行截面研磨工艺后，所述纵截面具所述目标地址的距离为2μm～10μm。4.如权利要求1至3中任意一项所述测试样品的制备方法，其特征在于，采用聚焦离子束对所述样品的正面以及背面进行细抛。5.如权利要求4所述测试样品的制备方法，其特征在于，从所述纵截面对所述样品的正面以及背面进行细抛，并使用扫描电子显微镜观察停刀位置。6.如权利要求5所述测试样品的制备方法，其特征在于，所述扫描电子显微镜的观察电压为0.5KV～2KV。7.如权利要求6所述测试样品的制备方法，其特征在于，所述扫描电子显微镜的观察电压为1KV、1.5KV。8.如权利要求1所述测试样品的制备方法，其特征在于，所述测试样品的厚度为700nm～1μm。9.如权利要求1所述测试样品的制备方法，其特征在于，对所述正面细抛至所述栅极上方。10.如权利要求9所述测试样品的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢勤，汤光敏，张顺勇，高慧敏，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42