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；确定所述待检测样品中的待检测区和位于所述待检测区周围的预处理区域，其中，所述预处理区域呈圆环型，其内环的直径为第一预设直径；刻蚀所述预处理区域至第一预设深度；在所述预处理区域内填充第一保护材料，且不低于所述待检测区的上表面；对所述预处理区域和所述待检测区进行预处理，得到第一预处理样品。预处理样品。预处理样品。

【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；确定所述待检测样品中的待检测区和位于所述待检测区周围的预处理区域，其中，所述预处理区域呈圆环型，其内环的直径为第一预设直径；刻蚀所述预处理区域至第一预设深度；在所述预处理区域内填充第一保护材料，且不低于所述待检测区的上表面；对所述预处理区域和所述待检测区进行预处理，得到第一预处理样品。
[0006]本申请实施例中，通过在待检测样品中的待检测区周围刻蚀预处理区域，并在预处理区域内填充第一保护材料，得到包含第一保护材料和待检测区的第一预处理样品。由于预处理区域内环的直径为第一预设直径，在待检测样品为包括电容柱的半导体器件的情况下，使得具有第一预设直径的圆形能够覆盖住待检测区的电容柱，同时不会包括其他电容柱，在实现第一预处理样品中的第一保护材料能够包围在待检测区的电容柱的周围，方便后续在第一保护材料所在的单一层中进行环切的同时，降低其他电容柱对待检测区的电容柱检测结果的影响，进而解决制样过程中，由于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，导致难以均匀环切的问题。
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至图2H为本申请实施例提供的一种形成第一预处理样品的过程示意图；
[0013]图3A至图3C为本申请实施例提供的一种形成第一最终测量样品的过程示意图。
[0014]附图标记说明如下：
[0015]101—上电极层；103—介电层；102—下电极层；104—预处理区域；105—第一保护材料；109—第一上电极层；110—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；d2—预处理区域外环直径；d1—预处理区域内环直径；30—待检测样品；201—保护区；202—原位纳米操纵杆；203—保护层和导电层；204—第一预处理样品；2041—预设区域；205—刻蚀掉的部分；301—硅基底；303—第一中间测量样品；304—第二预处理样品；305—第一最终测量样品。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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：
[0022]步骤S102：提供待检测样品本文档来自技高网...

【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；确定所述待检测样品中的待检测区和位于所述待检测区周围的预处理区域，其中，所述预处理区域呈圆环型，其内环的直径为第一预设直径；刻蚀所述预处理区域至第一预设深度；在所述预处理区域内填充第一保护材料，且不低于所述待检测区的上表面；对所述预处理区域和所述待检测区进行预处理，得到第一预处理样品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述待检测样品中的待检测区和位于所述待检测区周围的预处理区域，包括：采集所述待检测样品的图像；在所述图像中确定所述待检测样品中的待检测区；基于所述待检测区，确定位于所述待检测区周围的预处理区域。3.根据权利要求2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，所述电容柱所在的区域为所述待检测区。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设直径的取值范围为所述电容柱的直径的1至1.5倍。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预处理区域外环的直径大于第二预设直径，所述第二预设直径为100至300nm。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设深度为200至1000nm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一保护材料为二氧化硅。8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述预处理区域和所述待检测区进行预处理，得到第一预处理样品，包括：刻蚀保护区的外围区域至第二预设深度，其中，所述保护区为至少包括部分所述预处理区域和所述待检测区的区域；在所述第二预设深度处切断所述保护区与所述待检测样品的连接，保留第一侧与所述待检测样品连接，得到悬臂式结构；将原位纳米操纵杆与所述保护区中和所述第一侧相对的第二侧焊接；切断所述第一侧与所述待检测样品，得到所述第一预处理样品。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将原位纳米操纵杆与所述保护区中和所述第一侧相对的第二侧焊接，包括：将原位纳米操纵杆的尖端移至所述保...

【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：