一种样品制备方法技术

本申请实施例提供一种样品制备方法，包括：提供待检测样品；在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区；对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。理样品。理样品。

【技术实现步骤摘要】
一种样品制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，涉及但不限于一种样品制备方法。

技术介绍

[0002]三维原子探针(Atom Probe Tomography，APT)是一种具有原子级空间分辨率的测量和分析方法。在进行三维原子探针测量时，样品的直径需要足够小，从而可以使得在较低的电压下，诱导样品中的原子蒸发，进而实现对样品中的检测原子进行测量。检测时，使样品作为阳极接入正高压，样品顶端的原子处于待电离状态，在样品顶端叠加脉冲电压或脉冲激光，其表面原子就会发生电离并蒸发，即该元素被析出。利用飞行时间质谱仪测定蒸发离子的质量电荷比值从而得到该离子的质谱峰，以确定蒸发离子的元素种类，用位置敏感探头记录飞行离子在样品顶端表面的二维坐标，通过离子在纵向的逐层积累，确定该离子的纵向坐标，进而能够生成样品不同种类的原子的三维空间分布图像。
[0003]动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)中的存储电容包括上电极层、下电极层和介质层，相关技术中通常采用在介质层中掺杂硅(Si)等元素的方式，提高介质层的介电常数，进而提高存储电容的电容量。而三维原子探针用于测量介质层中掺杂元素的浓度和分布，以确定掺杂效果。由于存储电容的直径很小，每两个存储电容之间的距离很近，且每两个介质层之间存在多层不同的材料，导致在用聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)制备三维原子探针测试样品时，受到多层不同材料原子结合能，原子量以及材料的晶体结构等因素的影响，制样时很难进行均匀环切，使样品表面非常粗糙甚至产生毛刺，实验时出现副尖，影响测量结果。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种样品制备方法。
[0005]本申请实施例提供一种样品制备方法，包括：提供待检测样品；在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区；对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。
[0006]本申请实施例中，通过腐蚀待检测样品中的非检测区，得到独立的检测区；之后对独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。在待检测样品为包括电容柱的半导体器件的情况下，由于预处理样品对应一个独立的电容柱，而每个电容柱的直径小于100nm，在利用聚焦离子束制备三维原子探针测试的样品时，可以不用环切，直接对独立的电容柱进行测试，从而解决由于环切不均匀导致影响测量结果的问题。
附图说明
[0007]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。
[0008]图1A为本申请实施例提供的一种样品制备方法的流程示意图；
[0009]图1B为本申请实施例提供的一种柱状电容的剖面示意图；
[0010]图1C为本申请实施例提供的一种双面电容的剖面示意图；
[0011]图1D为本申请实施例提供的一种柱状电容的俯视图；
[0012]图1E为本申请实施例提供的一种独立的检测区的结构示意图；
[0013]图2A为本申请实施例提供的另一种样品制备方法的流程示意图；
[0014]图2B至图2D为本申请实施例提供的一种形成预处理样品的过程示意图；
[0015]图3为本申请实施例提供的一种形成最终测量样品的过程示意图。
[0016]附图标记说明如下：
[0017]101—上电极层；103—介电层；102—下电极层；104—第一上电极层；105—第一介电层；106—下电极层；107—第二介电层；108—第二上电极层；10—电容柱；20—Si或者GeSi层；201—目标检测区；203—预处理样品；202—原位纳米操纵杆；204—第一焊接金属；301—硅基底；302—第二焊接金属；303—中间测量样品；304—最终测量样品。
具体实施方式
[0018]下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，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申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请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，为了避免与本申请发生混淆，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。
[0020]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。
[0021]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，在不脱离本申请教导之下，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，并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
[0022]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申请的限制。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“和/或”包括相关所列项目的任何及所
有组合。
[0023]本申请实施例提供一种样品制备方法，如图1A所示，所述方法包括：
[0024]步骤S102：提供待检测样品；
[0025]这里，待检测样品可以为包含掺杂元素的样品，例如半导体器件中的有源区，低掺杂区等；也可以为不包含掺杂元素的样品，例如，待检测样品中包括需要检测的区域(焊接区、铆接区、扩散区等)。本申请实施例对待检测样品的类别不做限定。
[0026]在一些实施例中，待检测样品可以为包括电容柱的半导体器件；例如DRAM，静态随机存取存储器(Static Random Acces本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种样品制备方法，其特征在于，包括：提供待检测样品；在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区；对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区，包括：在所述待检测样品的表面确定具有第一预设尺寸的目标区和位于所述目标区周围具有第二预设尺寸的预处理区域，其中，所述目标区包括至少一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；对应地，所述腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区，包括：刻蚀所述预处理区域至预设深度；腐蚀所述目标区中的非检测区，得到独立的所述检测区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述待检测样品的表面确定具有第一预设尺寸的目标区和位于所述目标区周围具有第二预设尺寸的预处理区域，包括：采集所述待检测样品的图像；在所述图像中确定具有第一预设尺寸的所述目标区；基于所述目标区，确定位于所述目标区周围具有第二预设尺寸的所述预处理区域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待检测样品为包括电容柱的半导体器件；所述电容柱至少包括上电极层、下电极层和位于所述上电极层与所述下电极层之间的介质层，所述介质层包括掺杂元素；对应地，每一个所述电容柱所在的区域为所述检测区，所述待检测样品内除所述检测区之外的区域为所述非检测区。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设深度为500至1000nm。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述腐蚀所述目标区中的非检测区，得到独立的所述检测区，包括：将氢氟酸和硝酸的混合溶液倒入所述预处理区域；利用所述混合溶液通过所述预处理区域腐蚀所述目标区中的非检测区，得到所述独立的检测区。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王路广，左文佳，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：