结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法技术

本发明专利技术揭示了一种结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法。本发明专利技术提供的结轮廓检测样品的制备方法，包括：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结和/或N结；提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间；取出所述半导体样品进行清洗，获得结轮廓检测样品。与现有技术相比，本发明专利技术成本低廉，制样时间适当，可控性强，能够获得较佳的结轮廓，有着良好的可重复性。

Junction contour detecting sample, preparation method and contour detecting method

The invention discloses a junction contour detecting sample, a preparation method and a contour detection method. The preparation method includes node contour detection samples provided by the invention: providing a semiconductor sample, there are P nodes and / or N junction formed by the semiconductor sample; provide hot phosphoric acid, the semiconductor samples are placed on the hot phosphoric acid for a predetermined time; remove the semiconductor samples for cleaning, get node contour detection samples. Compared with the prior art, the present invention has the advantages of low cost, reasonable sample preparation time, strong controllability, better obtaining contour and good repeatability.

【技术实现步骤摘要】
结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法。
技术介绍
在半导体制造领域，半导体器件的失效检测是用于改善工艺技术的可靠性和稳定性的反馈过程，其发现和纠正缺陷的根源以克服由缺陷产生的问题。适当的失效检测对于改善半导体器件的质量是关键的，但不正确的失效检测可能加长开发和提升半导体器件产品所需的周期。一般地，失效检测包括外部检查、非破坏性检测、电性能检测、破坏性检测等。随着半导体器件集成度的提高和缩微技术的发展，形成半导体器件的元件结构变成三维的复杂结构，并且器件的特征尺寸在减小，以便在限定的区域内获得足够大的容量。半导体器件复杂度的增加，使得仅仅通过外部检查或电性能检测等方法并不能准确检测出失效的根源，这就要求采用高级剥层处理技术，例如扫描电子显微镜(SEM)，打开半导体封装件及去除待测芯片上的覆层(例如硅层、氧化层等)以暴露出半导体器件的叠层结构的失效情况。采用扫描电子显微镜(SEM)了解半导体器件的微观结构时，通常需对要观察的样品进行腐蚀处理，以获得适合观察的样品表面。现在，广泛使用的样品腐蚀处理溶液是包含有氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)的混合水(或酒精)溶液。但是，由于半导体尺寸趋小化发展，特别是对于65nm工艺及其以下的工艺，结深较浅，在使用上述腐蚀溶液时，由于腐蚀速度快，反应时间短，通常只有几秒钟，例如需要8秒，超出该时间就会被过腐蚀，因此导致控制困难，往往会出现过腐蚀问题。如图1所示，为经过10秒处理的情况，可见经过腐蚀处理溶液腐蚀后，半导体器件中的栅极区1(栅极区1处的氧化硅，氮化硅不与HF反应)或源/漏区域2被过腐蚀，导致模糊不清，不能真实反映源/漏区域的深度，造成观察效果较差，不能准确定位缺陷的位置。并且，由于腐蚀时控制困难，使得腐蚀处理的重复性差、可靠性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法，解决现有技术中在制备样品时控制困难，可靠性差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种结轮廓检测样品的制备方法，包括：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结或N结中的至少一种；提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间；取出所述半导体样品进行清洗，获得检测样品。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述热磷酸的浓度大于等于80wt％。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述热磷酸的温度为160℃-180℃，所述预定时间为60秒-120秒，在所述温度增加时，所述预定时间减少。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述温度为170℃。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述半导体样品中形成有P结和N结，所述预定时间为85秒-95秒，以同时对P结和N结进行检测。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述温度为165℃-175℃。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，所述预定时间为15秒-30秒。可选的，对于所述的结轮廓检测样品的制备方法，取出所述半导体样品进行清洗，获得检测样品包括：采用去离子水清洗所述半导体样品；利用惰性气体吹干所述半导体样品。相应的，本专利技术还提供一种由如上所述的结轮廓检测样品的制备方法获得的检测样品。相应的，本专利技术还提供一种结轮廓检测方法，包括：对所述的检测样品进行检测。可选的，对于所述的结轮廓检测方法，在扫描电子显微镜、透射电子显微镜或聚焦离子束显微镜下检测所述检测样品。本专利技术提供的结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法，利用热磷酸对半导体样品中的P结和/或N结进行处理，从而得到结轮廓检测样品。与现有技术相比，本专利技术的成本低廉，制样时间适当，具体的，例如在15秒-30秒，以及60秒-120秒，正常反应时间范围较大，可控性强，能够获得较佳的结轮廓，有着良好的可重复性。进一步的，通过控制热磷酸的温度和反应时间，能够进行N结和P结的区分，从而可以应用在反向工程中。附图说明图1为现有技术中腐蚀处理溶液腐蚀半导体器件之后的示意图；图2为本专利技术中的结轮廓检测样品的制备方法的流程图；图3-图4为本专利技术中的结轮廓检测样品的制备方法的过程示意图；图5a为本专利技术实施例中一种结轮廓检测样品(N结)的显微镜图片；图5b为本专利技术实施例中另一种结轮廓检测样品(P结)的显微镜图片。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想是，提供一种结轮廓检测样品的制备方法，包括：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结和/或N结；提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间；取出所述半导体样品进行清洗，获得结轮廓检测样品。本专利技术利用热磷酸进行半导体样品的腐蚀而获得结轮廓检测样品，克服了对反应时间要求苛刻的情况，因此能够实现结轮廓良好，并且由于正常反应时间范围较大，因此可以有着良好的可重复性。下面，请参考图2-图5b，对本专利技术的结轮廓检测样品及制备方法、结轮廓检测方法进行详细说明。其中图2为本专利技术中的结轮廓检测样品的制备方法的流程图；图3-图4为本专利技术中的结轮廓检测样品的制备方法的过程示意图；图5a为本专利技术实施例中一种结轮廓检测样品(N结)的显微镜图片；图5b为本专利技术实施例中另一种结轮廓检测样品(P结)的显微镜图片。如图2所示，本专利技术结轮廓检测样品的制备方法，包括：首先，执行步骤S101：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结(Pjunction)和/或N结(Njunction)。如图3所示，所述半导体样品100例如可以是形成有栅极和源漏极区域的结构(未图示)，具体的，可以是这样的一个MOSFET，包括形成于衬底上的栅极和形成于栅极两侧的衬底中的源漏极区域，所述衬底的构成材料可以采用未掺杂的单晶硅、掺杂有杂质的单晶硅、绝缘体上硅(SOI)等。作为示例，衬底选用单晶硅材料构成。在所述衬底中还可以形成有埋层等。此外，所述衬底中还可以形成有N阱或P阱。所述栅极例如为常见的多晶硅栅极，也可以是金属栅极等，所述栅极包括栅极侧壁，以及，在栅极上可以形成有金属硅化物等辅助结构。所述源漏极区域可以依据需要有着相应的离子注入。在本专利技术中，所述P结和N结是依据离子注入类型而限定，例如在源漏极区域中，有着N型离子注入而被认为是N结，例如，注入离子为磷、砷等；相应的，有着P型离子注入则被认为是P结，例如注入离子为碳、硼等。所述半导体样品可以按照现有的切割形式获得，例如为1-2cm2的大小，当然，依据实际需要，其尺寸可以灵活变动。接着，执行步骤S102：提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间。较佳的，所述热磷酸选择质量浓度为80％以上的磷酸，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结轮廓检测样品的制备方法，包括：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结和/或N结；提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间；取出所述半导体样品进行清洗，获得结轮廓检测样品。

【技术特征摘要】
1.一种结轮廓检测样品的制备方法，包括：提供半导体样品，所述半导体样品中形成有P结和/或N结；提供热磷酸，将所述半导体样品放置于所述热磷酸中持续预定时间；取出所述半导体样品进行清洗，获得结轮廓检测样品。2.如权利要求1所述的结轮廓检测样品的制备方法，其特征在于，所述热磷酸的浓度大于等于80wt％。3.如权利要求2所述的结轮廓检测样品的制备方法，其特征在于，所述热磷酸的温度为160℃-180℃，所述预定时间为60秒-120秒，在所述热磷酸的温度增加时，所述预定时间减少。4.如权利要求3所述的结轮廓检测样品的制备方法，其特征在于，所述热磷酸的温度为170℃。5.如权利要求4所述的结轮廓检测样品的制备方法，其特征在于，所述半导体样品中同时形成有P结和N结，所述预定时间为85秒-95秒，以同时对...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩耀梅，虞勤琴，郭志蓉，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12