一种试样的表征方法技术

本申请实施例提供一种试样的表征方法，所述方法应用于透射电子显微镜，包括：获取待表征试样，其中，待表征试样包含目标层和至少一个非目标层；根据目标层的第一电子能量损失谱、和非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损区间；选取第一能量损失区间中的能量损失值，作为透射电子显微镜的目标工作参数；在透射电子显微镜的能量过滤模式下和目标工作参数下，将透射电子显微镜所产生的电子束，投射至目标层和每一非目标层的表面，以得到待表征试样的表征图像；根据表征图像，确定目标层的表征参数，其中，表征参数包括目标层的厚度和目标层在试样中的空间分布。度和目标层在试样中的空间分布。度和目标层在试样中的空间分布。

【技术实现步骤摘要】
一种试样的表征方法


[0001]本申请涉及材料测试领域，涉及但不限于一种试样的表征方法。

技术介绍

[0002]目前，氮化钛(Titanium Nitride，TiN)的表征主要依赖于透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)及其配备的X射线能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)和电子能量损失谱仪(Electron Energy Loss Spectroscopy，EELS)。其中，普通的透射电子显微镜图像和扫描透射电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscop，STEM)图像能给出界面结构和形貌信息，但不能给出成分信息，因此，需要结合EDS和EELS来共同进行表征。
[0003]然而，相关技术中，若TiN旁边有质厚衬度相近的物质，则TiN的边界将很难识别。比如，沟道孔(Channel Hole，CH)中的TiN和氧化铝(Aluminium Oxide，Al2O3)的透光率相当，因此，TiN和Al2O3边界很难严格定义。若TiN受到其他衍射衬度强或者较重物质的遮挡(比如，钨)，则TEM或STEM图像中TiN的边界将变得非常模糊。进一步地，虽然可以通过EDS和EELS所测得的成分信息，明确TiN的大体分布，但是EDS和EELS均存在操作和结果分析较复杂的问题，且EDS受限于荧光、EELS受限于采集效率(像素点大)，两者均不能很好的表征TiN的厚度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种试样的表征方法。
[0005]本申请的技术方案是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供一种试样的表征方法，应用于透射电子显微镜，所述方法包括：
[0007]获取待表征试样，其中，所述待表征试样包含目标层和至少一个非目标层，所述目标层与所述非目标层的材质不同；
[0008]根据所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损区间，其中，所述第一能量损失区间中第一电子能量损失谱的每一信号量，均大于所述第一能量损失区间中第二电子能量损失谱的对应的每一第二信号量；
[0009]选取所述第一能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数；
[0010]在所述透射电子显微镜的能量过滤模式下和所述目标工作参数下，将所述透射电子显微镜所产生的电子束，投射至所述目标层和每一所述非目标层的表面，以得到所述试样的表征图像；
[0011]根据所述表征图像，确定所述目标层的表征参数，其中，所述表征参数包括所述目标层的厚度和所述目标层在所述待表征试样中的空间分布。
[0012]在一些实施例中，在确定所述第一能量损区间之前，所述方法还包括：
[0013]获取所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失
谱；
[0014]对应地，所述根据所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损区间，包括：
[0015]在每一能量损失值下，获取所述第一电子能量损失谱中的第一信号量、和所述第二电子能量损失谱中的第二信号量；
[0016]对比所述第一信号量和所述第二信号量，将所述第一信号量均大于所述第二信号量的能量损失区间确定为第一能量损失区间。
[0017]在一些实施例中，所述选取所述第一能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数，包括：
[0018]在所述第一能量损失区间中，确定在每一能量损失值下的所述第一信号量与每一所述第二信号量之间的差值；
[0019]在每一能量损失值下，将所述差值与所述第二信号量之间的比值，确定为对应能量损失值下所述目标层与所述非目标层之间的信号量比值；
[0020]在所述第一能量损失区间中，将所述信号量比值均大于信号量阈值且连续的子区间，确定为第二能量损失区间；
[0021]选取所述第二能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数。
[0022]在一些实施例中，所述选取所述第二能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数，包括：
[0023]选取所述第二能量损失区间中任意一个能量损失值或任意一段能量损失值区间，作为所述目标工作参数。
[0024]在一些实施例中，所述目标层包括氮化钛，所述非目标层包括钨和/或高K介质，所述目标层和所述非目标层相互接触。
[0025]在一些实施例中，所述第一能量损失区间包括40eV至70eV。
[0026]在一些实施例中，所述第二能量损失区间包括45eV至55eV。
[0027]在一些实施例中，所述选取所述第一能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数，包括：
[0028]在所述第一能量损失区间中，选取区间宽度为10eV的能量损失区间段，作为所述目标工作参数的选择区间。
[0029]在一些实施例中，所述待表征试样包括：三维存储器的沟道孔；
[0030]所述目标层包括形成于所述沟道孔侧壁的氮化钛，所述非目标层包括高K介质和/或钨，所述非目标层叠设于所述目标层朝向或背离所述沟道孔的一侧。
[0031]在一些实施例中，所述表征图像包括能量过滤透射电子图像；
[0032]在所述能量过滤透射电子图像中，所述目标层的第一衬度大于每一所述非目标层的第二衬度。
[0033]本申请实施例提供一种试样的表征方法，根据待表征试样中目标层的第一电子能量损失谱和非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损失区间，选取第一能量损失区间中的能量损失值，作为透射电子显微镜的目标工作参数，在透射电子显微镜的能量过滤模式和目标工作参数下，获取待表征试样的表征图像，通过表征图像，确定目标层的表征
参数，如此，可以准确、快速地获取到目标层的厚度和空间分布情况，大大简化了表征过程。
附图说明
[0034]在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
[0035]图1A为相关技术中沟道孔的透射电镜图；
[0036]图1B为相关技术中沟道孔的能谱图；
[0037]图2为本申请实施例提供的试样的表征方法的一个可选的实现流程示意图；
[0038]图3为本申请实施例提供的试样的表征方法的一个可选的实现流程示意图；
[0039]图4为本申请实施例提供的试样的表征方法的一个可选的实现流程示意图；
[0040]图5A为本申请实施例提供的试样的表征方法的实现流程示意图；
[0041]图5B为本申请实施例提供的不同材料的电子能量损失谱型图；
[0042]图5C为本申请实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试样的表征方法，应用于透射电子显微镜，其特征在于，所述方法包括：获取待表征试样，其中，所述待表征试样包含目标层和至少一个非目标层，所述目标层与所述非目标层的材质不同；根据所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损区间，其中，所述第一能量损失区间中第一电子能量损失谱的每一信号量，均大于所述第一能量损失区间中第二电子能量损失谱的对应的每一第二信号量；选取所述第一能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数；在所述透射电子显微镜的能量过滤模式下和所述目标工作参数下，将所述透射电子显微镜所产生的电子束，投射至所述目标层和每一所述非目标层的表面，以得到所述待表征试样的表征图像；根据所述表征图像，确定所述目标层的表征参数，其中，所述表征参数包括所述目标层的厚度和所述目标层在所述试样中的空间分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述第一能量损区间之前，所述方法还包括：获取所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失谱；对应地，所述根据所述目标层的第一电子能量损失谱、和所述非目标层的第二电子能量损失谱，确定第一能量损区间，包括：在每一能量损失值下，获取所述第一电子能量损失谱中的第一信号量、和所述第二电子能量损失谱中的第二信号量；对比所述第一信号量和所述第二信号量，将所述第一信号量均大于所述第二信号量的能量损失区间确定为第一能量损失区间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取所述第一能量损失区间中的能量损失值，作为所述透射电子显微镜的目标工作参数，包括：在所述第一能量损失区间中，确定在每一能量损失值下的所述第一信号量与每一所述第二信号量之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，魏强民，
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：