本发明专利技术提供了一种功率器件单元区和保护环区PN结的结深测量方法，包括以下步骤：把金相切片好的样品，浸泡入按照体积比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶5配制的单元区结染色液中6秒钟后取出；使用扫描电子显微镜对上述浸泡过的金相切片进行截面观察，并测量单元区结的深度；另取一片金相切片好的样品，浸泡入按照体积比HF∶HNO3＝1∶100配制的保护环区结染色液中30秒钟后取出；使用扫描电子显微镜对上述浸泡过的金相切片进行截面观察，并测量保护环结的深度。本发明专利技术通过对单元区和保护环区分别使用适合的结染色液，得到精确的结深值；使用染色液进行结深测量，即快速又经济，且单元区的源结和体结在一张照片中获得。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功率器件PN结的结深測量方法，特别涉及一种通过使用不同染色液分别对功率器件的単元区和保护环区的PN结的结深进行测量的方法。
技术介绍
采用不同的掺杂エ艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上，在它们的交界面形成的空间电荷区称PN结。由于掺杂类型和掺杂浓度存在差异，PN结存在ー个杂质浓度的过渡界面，即我们说的“结”(Junction)，而它的深度我们称之为“结深”(Junction Depth)。在エ艺过程中如果想对功率器件的単元区的“结深”以及周边保护环(Guard ring)的“结深”进行エ艺监控，就要借助一定的技术手段来获取”结深”的信息。一般人可能最开始想到的是二次离子质谱仪，的确二次离子质谱仪的二次离子强 度经过转换可得到元素的浓度，而离子轰击时间，可转换成杂质分布深度。所以可以对PN结深进行測量，得到非常精确的深度值。但是一般二次离子质谱仪对分析面积是有一定要求的，一般要求最少lOOumXIOOum的分析面积,而针对单元区的ー个单元,面积肯定达不到这么大的要求，所以如果lOOumXIOOum的许多数量的单元一起进行PN结深度检测，精确度肯定会下降。(论文引自二次离子质谱的深度分辨本领，朱怡峥，桂东，陈嬪，马农农，韩象明，查良镇，信息产业部电子第四十六研究院，天津300192，TN304, A)当然使用结染色的化学腐蚀方法是最便捷、成本最低的途径，进行结深的确认，使用的是业界常用的HF HNO3 = I 100 (低敏感度的染色配方)的结染色液，由于不同杂质掺杂浓度区域的硅被结染色液腐蚀的速率存在差异，杂质浓度高的区域被结染色液刻蚀速率快；而杂质浓度低的区域被结染色液刻蚀速率慢，所以可以在截面上显现出界线，用扫描电子显微镜进行直接測量。但该方法应用在功率器件的単元区时，发现效果并不理想，对于ー些掺杂浓度低的区域，甚至染不出来。而使用HF HNO3 = I 20 (高敏感度的染色配方)的结染色液的方法，虽然结是出来了，但如果P区与N区的掺杂浓度接近(只相差ー个数量级)，很可能出现当轻掺杂区(E14)显现出来时，重掺杂区(E15)已经扩散消失了，只能短时间染出重掺杂区，长时间染出轻掺杂区，无法在一次染色中，全部完成对轻、重掺杂区的染色。(论又 ラ丨自Dopant Delineation :Novei Technique For Silicon DopantImplantationDefects Identification，Ng Sea Chooi and Ng JouChing Intel Technology Sdn. Bhd.Proceedings of 9th IPFA2002，Singapore)
技术实现思路
为了解决现有功率器件単元区和保护环区PN结的二次离子质谱仪测量精度低和染色方法測量效果不理想的问题，本专利技术提出以下技术方案一种功率器件単元区和保护环区PN结的结深測量方法，包括以下步骤A、按照体积比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例进行单元区结染色液配制；B、把金相切片好的样品，浸泡入単元区结染色液中6秒钟后取出，要求在操作过程中保证截面不被任何物品触碰，确保截面干净；C、使用扫描电子显微镜对步骤B中浸泡过的金相切片进行截面观察单元区，拍下扫描电子显微镜扫描的照片，并测量出単元区的源结和体结的深度；D、按照体积比HF HNO3 = I 100进行保护环区结染色液配制；E、另取一片金相切片好的样品，浸泡入保护环区结染色液中30秒钟后取出，要求 在操作过程中保证截面不被任何物体触碰，确保截面干净；F、使用扫描电子显微镜对步骤E中浸泡过的金相切片进行截面观察保护环区，拍下扫描电子显微镜的照片，并测量出保护环结的深度。本专利技术带来的有益效果是I、通过对单元区和保护环区分别使用适合的结染色液，得到精确的结深值；2、使用染色液进行结深測量，即快速又经济，且单元区的源结和体结可以在ー张照片中获得；3、染色液结深测量可获得染色液配方的经验值，为以后功率器件単元区和保护环区的PN结的结深測量提供了方便，节省了大量的分析时间和分析成本。具体实施例方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本实施例的样品为75V的功率开关芯片，其具体測量步骤如下A、按照体积比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例进行单元区结染色液配制；B、把金相切片好的开关芯片，浸泡入単元区结染色液中6秒钟后取出，在取出过程中，该开关芯片的截面没有触碰到任何物体，确保了截面的干净；C、使用扫描电子显微镜对步骤B中浸泡过的开关芯片进行截面观察单元区，拍下扫描电子显微镜扫描的照片，測量出単元区的源结深度为252. 5nm，体结深度为1193nm ；D、按照体积比HF HNO3 = I 100进行保护环区结染色液配制；E、另取一片金相切片好的开关芯片，浸泡入保护环区结染色液中30秒钟后取出，在取出过程中，该开关芯片的截面没有触碰到任何物体，确保了截面的干净；F、使用扫描电子显微镜对步骤E中浸泡过的开关芯片进行截面观察保护环区，拍下扫描电子显微镜的照片，測量出保护环结的深度为3. 834nm。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。权利要求1.一种功率器件単元区和保护环区PN结的结深測量方法，其特征在于该染色方法包括以下步骤A、按照体积比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例进行单元区结染色液配制； B、把金相切片好的样品，浸泡入単元区结染色液中6秒钟后取出，要求在操作过程中保证截面不被任何物品触碰，确保截面干净； C、使用扫描电子显微镜对步骤B中浸泡过的金相切片进行截面观察单元区，拍下扫描电子显微镜扫描的照片，并测量出単 元区的源结和体结的深度； D、按照体积比HF HNO3 = I 100进行保护环区结染色液配制； E、另取一片金相切片好的样品，浸泡入保护环区结染色液中30秒钟后取出，要求在操作过程中保证截面不被任何物体触碰，确保截面干净； F、使用扫描电子显微镜对步骤E中浸泡过的金相切片进行截面观察保护环区，拍下扫描电子显微镜的照片，并测量保护环结的深度。全文摘要本专利技术提供了一种功率器件单元区和保护环区PN结的结深测量方法，包括以下步骤把金相切片好的样品，浸泡入按照体积比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶5配制的单元区结染色液中6秒钟后取出；使用扫描电子显微镜对上述浸泡过的金相切片进行截面观察，并测量单元区结的深度；另取一片金相切片好的样品，浸泡入按照体积比HF∶HNO3＝1∶100配制的保护环区结染色液中30秒钟后取出；使用扫描电子显微镜对上述浸泡过的金相切片进行截面观察，并测量保护环结的深度。本专利技术通过对单元区和保护环区分别使用适合的结染色液，得到精确的结深值本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率器件单元区和保护环区PN结的结深测量方法，其特征在于：该染色方法包括以下步骤：A、按照体积比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶5的比例进行单元区结染色液配制；B、把金相切片好的样品，浸泡入单元区结染色液中6秒钟后取出，要求在操作过程中保证截面不被任何物品触碰，确保截面干净；C、使用扫描电子显微镜对步骤B中浸泡过的金相切片进行截面观察单元区，拍下扫描电子显微镜扫描的照片，并测量出单元区的源结和体结的深度；D、按照体积比HF∶HNO3＝1∶100进行保护环区结染色液配制；E、另取一片金相切片好的样品，浸泡入保护环区结染色液中30秒钟后取出，要求在操作过程中保证截面不被任何物体触碰，确保截面干净；F、使用扫描电子显微镜对步骤E中浸泡过的金相切片进行截面观察保护环区，拍下扫描电子显微镜的照片，并测量保护环结的深度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，
申请(专利权)人：上海华碧检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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