一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法技术

本发明专利技术涉及半导体缺陷分析技术领域，尤其涉及一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法，首先在一个预设电压的条件下筛选出具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构，然后对该具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构进行操作，先研磨掉金属互连层，然后用扫描电镜电压对比方法确定栅氧化层缺陷位置，再依次去除互连线、介电层和栅极，并在剩下的栅氧化层上沉积一层与栅氧化层透射电镜衬度对比度较大的衬度对比层，在有问题的栅极区域进行透射电镜样品制备，最后通过透射电镜来进行分析。通过该方法可以清晰的观察栅氧化层缺陷原貌，为查找栅氧化层制程工艺缺陷提供有力的依据和方向。

【技术实现步骤摘要】
一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法
本专利技术涉及半导体缺陷分析
，尤其涉及一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法。
技术介绍
栅氧化层击穿电压测试(GOI/ONOVramp)是评估栅氧化层工艺的一个常用方法，经栅氧化层击穿电压测试后的样品通常已经发生了栅氧化层的击穿，即使没有击穿，在后续的失效分析定位(抓热点)过程中也要发生击穿(只有击穿后，后续的物性分析才能观察到失效点，机台分辨率有限，如扫描电镜分辨率零点几纳米以上)。因此，现有栅氧化层击穿电压测试失效分析基本是对栅氧化层击穿后状况的分析，具体的方法有两种：聚焦离子束切割法和化学刻蚀法。聚焦离子束切割法：利用定位机台抓到热点后，对热点区域进行FIB切割，此方法可以比较全面的看到栅氧化层击穿后状况，包括击穿点的位置(一般是一个方向，要看两个方向的位置就要采用3D样品制备的方法)，栅极的尺寸，是否有外来污染等。化学刻蚀法：利用定位机台抓到热点后，采用化学刻蚀的方法选择性的去除栅极(比如胆碱对栅极和氧化层的选择比很高)，栅氧化层击穿点下方的有源区被刻蚀，因此此方法仅适用于击穿位置分析(可以同时看到X，Y两个方向的位置)。现有栅氧化层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，提供具有栅极结构和位于该栅极结构上方的金属互连层的若干待测半导体结构，且所述栅极结构包括栅氧化层、栅极和互连线；步骤S2，于每个所述待测半导体结构上均施加一预设电压，以筛选出具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构；步骤S3，去除所述金属互连层，以将所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构的互连线予以暴露后，继续采用电压对比工艺定位具有栅氧化层缺陷的栅极结构；步骤S4，对具有栅氧化层缺陷的栅极结构进行失效分析；其中，所述预设电压在筛选出所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构时，不会将具有缺陷的栅氧化层击穿。

【技术特征摘要】
1.一种栅氧化层缺陷原貌的失效分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，提供具有栅极结构和位于该栅极结构上方的金属互连层的若干待测半导体结构，且所述栅极结构包括栅氧化层、栅极和互连线；步骤S2，于每个所述待测半导体结构上均施加一预设电压，该预设电压的值通过半导体结构可靠性测试曲线差异来确定，以筛选出具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构；步骤S3，去除所述金属互连层，以将所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构的互连线予以暴露后，继续采用电压对比工艺定位具有栅氧化层缺陷的栅极结构；步骤S4，对具有栅氧化层缺陷的栅极结构进行失效分析；其中，所述预设电压在筛选出所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构时，不会将具有缺陷的栅氧化层击穿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测半导体结构还包括介电层，所述介电层位于所述金属互连层和所述栅极结构之间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行所述步骤S3后，将所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构的互连线与介电层去除，以将所述具有栅氧化层缺陷的待测半导体结构的栅极予以暴露。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂花，仝金雨，郭伟，刘君芳，李品欢，
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