【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種檢測方法。
技術介紹
1、半導體器件以及半導體器件的仿真器件模型均需要進行離子分布的檢測以確定離子分布情況，通過離子分布情況調整工藝或改善仿真器件模型。
2、然而，現有的離子分布的檢測手段通常只能檢測一維或二維方向的離子分布情況，無法同時滿足一維和二維的離子檢測。
3、因此，需要更好的手段獲得三維的離子分布情況，以提升半導體結構的性能。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是提供一種檢測方法，以獲得三維的離子分布情況，提升半導體結構的性能。
2、為解決上述技術問題，本專利技術技術方案提供一種檢測方法，包括：提供半導體結構，所述半導體結構包括第一摻雜區，所述第一摻雜區內具有摻雜離子；對半導體結構進行取樣處理，獲取測試樣品，所述測試樣品包括測試端和接電端，所述測試樣品的測試端包括第一摻雜區；采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓。
3、可選的，所述原子探針斷層分析術的裝置包括：高電壓加載模塊；脈沖激光加載模塊；加速電極；位置敏感探測器；分析模塊。
4、可選的，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓的方法包括：采用高電壓加載模塊在所述測試樣品的接電端加載高電壓；采用脈沖激光加載模塊對測試樣品的測試端加載脈沖激光，使測試端表面的離子逸出；采用加速電極對逸出離子進行加速使逸出離子運動至位置敏感探測器，所述逸出離子包括摻雜離子；分析模塊根據
5、可選的，所述逸出離子的信息包括：逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間、逸出離子在位置敏感探測器上的坐標以及單種逸出離子在單位體積內的數量。
6、可選的，分析模塊根據位置敏感探測器捕獲的逸出離子的信息，獲取逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標；分析模塊根據單種逸出離子在單位體積內的數量確定逸出離子在測試端的濃度分布。
7、可選的，分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的荷質比；根據逸出離子的荷質比確定逸出離子的種類。
8、可選的，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓之前，還包括：獲取所述測試樣品測試端的表面輪廓圖像；將表面輪廓圖像輸入至分析模塊。
9、可選的，分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標的方法包括：分析模塊根據測試端的表面輪廓圖像，將測試端的表面輪廓圖像坐標與位置敏感探測器的坐標一一對應；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標反向確定逸出離子在測試端表面的坐標。
10、可選的，脈沖激光在垂直于測試端表面的方向上，對測試端表面的材料進行剝離；所述原子探針斷層分析術沿測試端的頂部表面至第一摻雜區的底部表面的方向逐層檢測離子的分布。
11、可選的，所述高電壓范圍為1.5千伏～8千伏。
12、可選的，樣品測試端的初始溫度范圍為﹣248.15℃～﹣198.15℃。
13、可選的，所述脈沖激光波長為354納米，寬度為10皮秒～20皮秒，頻率為200千赫茲。
14、可選的，所述半導體結構包括：襯底；位于襯底內的阱區；位于阱區表面的柵極結構；位于柵極結構側壁的側墻結構；位于柵極結構兩側阱區內的源漏摻雜區；位于側墻結構底部的第一摻雜區，所述第一摻雜區的離子導電類型與源漏摻雜區內的離子導電類型相同，所述第一摻雜區內的離子濃度小于源漏摻雜區內的離子濃度，且所述第一摻雜區的深度小于源漏摻雜區的深度；位于柵極結構上和襯底上的介質結構；位于介質結構內的第一電連接結構和第二電連接結構，所述第一電連接結構與柵極結構電連接，所述第二電連接結構與源漏摻雜區電連接。
15、可選的，獲取測試樣品的方法包括：選定切割區域，所述切割區域的面積大于所述柵極結構和側墻結構的面積；采用聚焦離子束對所述半導體結構進行切割，獲取初始測試樣品，所述初始測試樣品包括第一摻雜區、柵極結構、側墻結構和部分介質結構、第一電連接結構和第二電連接結構；對所述第一電連接結構、第二電連接結構、介質結構和柵極結構進行平坦化處理，直至暴露出第一摻雜區表面，所述測試樣品的測試端表面為第一摻雜區和阱區表面，或者平坦化處理直至剩余的柵極結構的高度在預設范圍內，所述測試樣品的測試端表面為柵極結構表面，獲取所述測試樣品。
16、可選的，所述摻雜離子包括n型離子或p型離子；所述n型離子包括磷離子、砷離子或銻離子；所述p型離子包括硼離子、硼氟離子或銦離子。
17、可選的，所述測試樣品的直徑沿測試端至接電端的軸線方向上逐漸增大。
18、可選的，所述測試樣品的測試端表面為圓弧狀凸出表面。
19、可選的，所述測試樣品的測試端的直徑范圍為50納米～100納米；所述測試樣品的接電端的直徑范圍為0.1微米～2微米；所述測試樣品自測試端至接電端的軸向長度范圍為0.1微米～10微米。
20、與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下有益效果：
21、本專利技術的技術方案，通過原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓。一方面，能夠獲得第一摻雜區內實際的離子分布和離子濃度情況，更好的控制第一摻雜區內的離子分布和離子濃度情況，以獲得較好的電性效果；另一方面，在半導體器件的仿真器件模型中，所述方法能夠獲得實際的離子分布效果，能夠驗證半導體器件的仿真器件模型是否準確，并對半導體器件的仿真器件模型進行校準；再一方面，所述方法能夠獲得實際的離子分布效果，從而能夠建立更好的半導體器件的仿真器件模型，能夠更準確的預測和仿真半導體器件的電學性能。
22、進一步，所述測試樣品測試端的初始溫度范圍為﹣248.15℃～﹣198.15℃。以使所述測試樣品處于低溫狀態下，只在脈沖激光照射時激發出逸出離子，從而使得測試樣品測試端表面的離子逸出過程好控制，測試樣品測試端表面的損失少，位置敏感探測器的原子收集效率高。
23、進一步，所述測試樣品的測試端的直徑范圍為50納米～100納米。所述測試樣品的測試端的直徑范圍不宜過大或過小，若測試樣品的測試端的直徑范圍過大，則測試樣品的測試端表面的曲率太大，接電端加載的電壓不夠高時不易激發出離子；若測試樣品的測試端的直徑范圍過小，則測試樣品的測試端表面的曲率太小，測試樣品本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種檢測方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述原子探針斷層分析術的裝置包括：高電壓加載模塊；脈沖激光加載模塊；加速電極；位置敏感探測器；分析模塊。
3.如權利要求2所述的檢測方法，其特征在于，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓的方法包括：采用高電壓加載模塊在所述測試樣品的接電端加載高電壓；采用脈沖激光加載模塊對測試樣品的測試端加載脈沖激光，使測試端表面的離子逸出；采用加速電極對逸出離子進行加速使逸出離子運動至位置敏感探測器，所述逸出離子包括摻雜離子；分析模塊根據位置敏感探測器捕獲的逸出離子的信息，獲取逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布；根據逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布，獲取摻雜離子在第一摻雜區內分布的三維輪廓。
4.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述逸出離子的信息包括：逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間、逸出離子在位置敏感探測器上的坐標以及單種逸出離子在單位體
5.如權利要求4所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據位置敏感探測器捕獲的逸出離子的信息，獲取逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標；分析模塊根據單種逸出離子在單位體積內的數量確定逸出離子在測試端的濃度分布。
6.如權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的荷質比；
7.如權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓之前，還包括：獲取所述測試樣品測試端的表面輪廓圖像；將表面輪廓圖像輸入至分析模塊。
8.如權利要求7所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標的方法包括：分析模塊根據測試端的表面輪廓圖像，將測試端的表面輪廓圖像坐標與位置敏感探測器的坐標一一對應；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標反向確定逸出離子在測試端表面的坐標。
9.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，脈沖激光在垂直于測試端表面的方向上，對測試端表面的材料進行剝離；所述原子探針斷層分析術沿測試端的頂部表面至第一摻雜區的底部表面的方向逐層檢測離子的分布。
10.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述高電壓范圍為1.5千伏～8千伏。
11.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，樣品測試端的初始溫度范圍為﹣248.15℃～﹣198.15℃。
12.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述脈沖激光波長為354納米，寬度為10皮秒～20皮秒，頻率為200千赫茲。
13.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述半導體結構包括：襯底；位于襯底內的阱區；位于阱區表面的柵極結構；位于柵極結構側壁的側墻結構；位于柵極結構兩側阱區內的源漏摻雜區；位于側墻結構底部的第一摻雜區，所述第一摻雜區的離子導電類型與源漏摻雜區內的離子導電類型相同，所述第一摻雜區內的離子濃度小于源漏摻雜區內的離子濃度，且所述第一摻雜區的深度小于源漏摻雜區的深度；位于柵極結構上和襯底上的介質結構；位于介質結構內的第一電連接結構和第二電連接結構，所述第一電連接結構與柵極結構電連接，所述第二電連接結構與源漏摻雜區電連接。
14.如權利要求13所述的檢測方法，其特征在于，獲取測試樣品的方法包括：選定切割區域，所述切割區域的面積大于所述柵極結構和側墻結構的面積；采用聚焦離子束對所述半導體結構進行切割，獲取初始測試樣品，所述初始測試樣品包括第一摻雜區、柵極結構、側墻結構和部分介質結構、第一電連接結構和第二電連接結構；對所述第一電連接結構、第二電連接結構、介質結構和柵極結構進行平坦化處理，直至暴露出第一摻雜區表面，所述測試樣品的測試端表面為第一摻雜區和阱區表面，或者平坦化處理直至剩余的柵極結構的高度在預設范圍內，所述測試樣品的測試端表面為柵極結構表面，獲取所述測試樣品。
15.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述摻雜離子包括N型離子或P型離子；所述N型離子包括磷離子、砷離子或銻離子；所述P型離子包括硼離子、硼氟離子...
【技術特征摘要】
1.一種檢測方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述原子探針斷層分析術的裝置包括：高電壓加載模塊；脈沖激光加載模塊；加速電極；位置敏感探測器；分析模塊。
3.如權利要求2所述的檢測方法，其特征在于，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓的方法包括：采用高電壓加載模塊在所述測試樣品的接電端加載高電壓；采用脈沖激光加載模塊對測試樣品的測試端加載脈沖激光，使測試端表面的離子逸出；采用加速電極對逸出離子進行加速使逸出離子運動至位置敏感探測器，所述逸出離子包括摻雜離子；分析模塊根據位置敏感探測器捕獲的逸出離子的信息，獲取逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布；根據逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布，獲取摻雜離子在第一摻雜區內分布的三維輪廓。
4.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述逸出離子的信息包括：逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間、逸出離子在位置敏感探測器上的坐標以及單種逸出離子在單位體積內的數量。
5.如權利要求4所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據位置敏感探測器捕獲的逸出離子的信息，獲取逸出離子在三維尺度上的種類分布、逸出離子在測試端的位置以及逸出離子在測試端的濃度分布的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標；分析模塊根據單種逸出離子在單位體積內的數量確定逸出離子在測試端的濃度分布。
6.如權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的種類的方法包括：分析模塊根據逸出離子運動至位置敏感探測器的飛行時間確定逸出離子的荷質比；
7.如權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，采用原子探針斷層分析術獲取第一摻雜區內摻雜離子的分布的三維輪廓之前，還包括：獲取所述測試樣品測試端的表面輪廓圖像；將表面輪廓圖像輸入至分析模塊。
8.如權利要求7所述的檢測方法，其特征在于，分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標確定逸出離子在測試端表面的坐標的方法包括：分析模塊根據測試端的表面輪廓圖像，將測試端的表面輪廓圖像坐標與位置敏感探測器的坐標一一對應；分析模塊根據逸出離子在位置敏感探測器上的坐標反向確定逸出離子在測試端表面的坐標。
9.如權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，脈沖激光在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任堃，吳永玉，高大為，
申請(專利權)人：浙江創芯集成電路有限公司，
類型：發明
國別省市：
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