一种半导体器件失效检测方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件失效检测方法，用于对所述半导体器件的栅极与源极之间进行短路检测，所述半导体器件至少包括：衬底、在所述衬底上层叠排列的多层栅极层、在所述衬底上表面分立分布的多个源极区、所述衬底的接触栓塞和所述栅极层的接触栓塞；其中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结；所述方法包括以下步骤：在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，测量流过所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞的电流值；基于所述电流值的测量结果，判断所述半导体器件的栅极与源极之间是否短路。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件失效检测方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件失效检测方法。
技术介绍
在半导体器件的研发和生产过程中，失效分析是改善工艺条件、提高产品良率不可或缺的重要手段。失效分析流程中，最基本、最重要的步骤就是失效位置的定位，定位的精度直接影响后续的分析；因此，如何准确的定位到失效位置尤为关键。但是，在目前的三维存储器产品中，阵列区结构为字线层堆叠模式，随着堆叠层数越来越多(≥32层)，阵列区范围越来越大(≥3mm*6mm)，阵列区的失效将成为主要的失效模式。其中，针对字线与源极间发生短路类型的失效，由于器件结构的特殊性，阵列区内源极呈分多段的不连续状态，常规的测量方案只能分段测试来确定字线与源极间的漏电路径；不仅如此，由于纳米点针台的测量范围有限，传统的方法无法判断字线层与源级间的漏电路径从而无法实现三维存储器阵列区字线与源极间短路失效位置的定位。由此可见，本领域现阶段亟需一种半导体器件栅极与源极之间进行短路检测方法，以实现短路失效位置的精准定位与表征。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种半导体器件失效检测方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种半导体器件失效检测方法，用于对所述半导体器件的栅极与源极之间进行短路检测，所述半导体器件至少包括：衬底、在所述衬底上层叠排列的多层栅极层、在所述衬底上表面分立分布的多个源极区、所述衬底的接触栓塞和所述栅极层的接触栓塞；其中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结；所述方法包括以下步骤：在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，测量流过所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞的电流值；基于所述电流值的测量结果，判断所述半导体器件的栅极与源极之间是否短路。上述方案中，所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压的步骤之前，所述方法还包括：对所述半导体器件进行处理，以使所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞暴露出来。上述方案中，所述电流值通过纳米点针台进行测量；所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，具体包括：使用所述纳米点针台的一根针连接所述衬底的接触栓塞，使用所述纳米点针台的另一根针连接所述栅极层的接触栓塞。上述方案中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结具体包括：所述衬底为P型掺杂，所述源极区为N型掺杂；所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，具体包括：在所述衬底的接触栓塞上加正电压，在所述栅极层的接触栓塞上加负电压。上述方案中，所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压的步骤之前，所述方法还包括：在所述多层栅极层中找出与所述多个源极区存在短路连接的第一栅极层；所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，具体包括：在所述衬底的接触栓塞与所述第一栅极层的接触栓塞之间加电压。上述方案中，所述第一栅极层通过电压衬度对比法找出。上述方案中，在所述半导体器件的栅极与源极之间存在短路时，所述方法还包括：通过电子显微镜获取短路处的热点信号，对所述半导体器件的失效位置进行定位。本专利技术实施例所提供的半导体器件失效检测方法，用于对所述半导体器件的栅极与源极之间进行短路检测，所述半导体器件至少包括：衬底、在所述衬底上层叠排列的多层栅极层、在所述衬底上表面分立分布的多个源极区、所述衬底的接触栓塞和所述栅极层的接触栓塞；其中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结；所述方法包括以下步骤：在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，测量流过所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞的电流值；基于所述电流值的测量结果，判断所述半导体器件的栅极与源极之间是否短路。如此，利用衬底与源极区之间的PN结特性，将所有分立的源极区通过PN结连接起来，通过在衬底的接触栓塞与栅极层的接触栓塞之间加电压，实现了各分立的源极区与栅极层之间的短路检测，克服了纳米点针台需要分段且大范围测试的困难，从而为实现对半导体器件栅极与源极之间短路失效位置的快速精准定位提供了基础。附图说明图1为本专利技术实施例提供的半导体器件失效检测方法的流程示意图；图2为三维NAND存储器结构俯视示意图；图3为图2中三维NAND存储器阵列区结构放大示意图；图4为图2中三维NAND存储器台阶区结构放大示意图；图5为本专利技术具体示例提供的三维NAND存储器失效检测方法的流程示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本专利技术必然存在第一元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件失效检测方法，其特征在于，用于对所述半导体器件的栅极与源极之间进行短路检测，所述半导体器件至少包括：衬底、在所述衬底上层叠排列的多层栅极层、在所述衬底上表面分立分布的多个源极区、所述衬底的接触栓塞和所述栅极层的接触栓塞；其中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结；所述方法包括以下步骤：在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，测量流过所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞的电流值；基于所述电流值的测量结果，判断所述半导体器件的栅极与源极之间是否短路。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件失效检测方法，其特征在于，用于对所述半导体器件的栅极与源极之间进行短路检测，所述半导体器件至少包括：衬底、在所述衬底上层叠排列的多层栅极层、在所述衬底上表面分立分布的多个源极区、所述衬底的接触栓塞和所述栅极层的接触栓塞；其中，所述衬底与所述源极区之间形成PN结；所述方法包括以下步骤：在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，测量流过所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞的电流值；基于所述电流值的测量结果，判断所述半导体器件的栅极与源极之间是否短路。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压的步骤之前，所述方法还包括：对所述半导体器件进行处理，以使所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞暴露出来。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流值通过纳米点针台进行测量；所述在所述衬底的接触栓塞与所述栅极层的接触栓塞之间加电压，具体包括：使用所述纳米点针台的一根针连接所述衬底的接触栓塞，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋王琴，张顺勇，汤光敏，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42