一种检测离子井中载流子迁移的方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102881608 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 6 0 8 A *CN102881608A* (21)申请号 201210343371.0 (22)申请日 2012.09.17 H01L 21/66(2006.01) (71)申请人上海华力微电子有限公司 地址 201210 上海市浦东新区张江高科技园 区高斯路568号 (72)发明人倪棋梁 陈宏璘 龙吟 郭明升 (74)专利代理机构上海申新律师事务所 31272 代理人竺路玲 (54) 发明名称 一种检测离子井中载流子迁移的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种检测离

2、子井中载流子迁移 的方法，其中包括：步骤a，在晶圆的同一个有源 区域内设置有预定间距的两种类型的离子井；步 骤b，在离子井的上方各添加一层金属硅化物；步 骤c，在离子井上方的金属硅化物上各形成一个 接触孔；步骤d，采用金属铜连接接触孔，并形成 完整器件结构；步骤e，在器件结构上方引入一根 光纤，光纤用于照射器件表面；本发明的有益效 果为：利用本发明的技术，通过电子显微镜的观 察，可以直接判断各种强度的光对不同离子浓度 的离子井中光生载流子迁移的影响，以此作为实 验基础研究器件性能在不同强度光辐射干扰下的 载流子情况，并改进制造工艺。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图3页

3、 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种检测离子井中载流子迁移的方法，搭建特定结构的器件并在不同光强辐射下检 测该器件中的载流子迁移现象，其特征在于，步骤包括： 步骤a，在晶圆的同一个有源区域内设置有预定间距的两种类型的离子井； 步骤b，在所述离子井的上方各添加一层金属硅化物； 步骤c，在所述离子井上方的所述金属硅化物上各形成一个接触孔； 步骤d，采用金属铜连接所述接触孔，并形成完整器件结构； 步骤e，在所述器件结构上方引入一根光纤，所述光纤用于照射所述器件表面。 2.如权利要求1所述的检测离子井中载

4、流子迁移的方法，其特征在于，所述光纤发射 不同强度的光线。 3.如权利要求1所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，还包括一个电 子显微镜，所述光纤接入所述电子显微镜中；所述电子显微镜用于观测所述离子井中的载 流子迁移现象。 4.如权利要求1所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，所述两种类型 的离子井分别为为N型离子井和P型离子井，所述N型离子井和所述P型离子井合称为一 离子井组。 5.如权利要求2所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，所述光纤连接 一电子枪，所述电子枪用于提供所述光纤发射光线的电能。 6.如权利要求4所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，

5、在所述器件结 构中设有多个所述离子井组，所述离子井组具有不同的载流子浓度。 7.如权利要求6所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，所述离子井组 中的所述两种类型的离子井的载流子浓度相同。 8.如权利要求7所述的检测离子井中载流子迁移的方法，其特征在于，不同浓度的所 述离子井组垂直于所述金属铜方向排列。 权 利 要 求 书CN 102881608 A 1/3页 3 一种检测离子井中载流子迁移的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种检测载流子方法的技术领域，尤其涉及一种检测离子井中载流子 迁移的方法。 背景技术 0002 在半导体器件中，当价带中的吸收了能量大于禁带宽度的光子就能够跃迁

6、到导带 中，与此同时在价带中留下空穴，统称为光生载流子，由此产生的附加导电现象成为光导 电。随着集成电路工艺的房展以及关键尺寸按比例缩小，在芯片单位面积上器件的集成度 也越来越高，器件的性能也会更多地受到环境中不同强度光辐射的干扰。如何能够在集成 电路制造工艺的过程，及时地检测和评估不同强度光辐射，对各种器件光生载流子产生的 影响，就显得十分必要。 发明内容 0003 根据上述现有技术中的需求，本发明提供一种检测离子井中载流子迁移的方法的 技术方案，具体包括： 一种检测离子井中载流子迁移的方法，搭建特定结构的器件并在不同光强辐射下检测 该器件中的载流子迁移现象，其中，步骤包括： 步骤a，在晶圆

7、的同一个有源区域内设置有预定间距的两种类型的离子井； 步骤b，在所述离子井的上方各添加一层金属硅化物； 步骤c，在所述离子井上方的所述金属硅化物上各形成一个接触孔； 步骤d，采用金属铜连接所述接触孔，并形成完整器件结构； 步骤e，在所述器件结构上方引入一根光纤，所述光纤用于照射所述器件表面。 0004 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，所述光纤发射不同强度的光 线。 0005 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，还包括一个电子显微镜，所述 光纤接入所述电子显微镜中；所述电子显微镜用于观测所述离子井中的载流子迁移现象。 0006 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中

8、，所述两种类型的离子井分别为 为N型离子井和P型离子井，所述N型离子井和所述P型离子井合称为一离子井组。 0007 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，所述光纤连接一电子枪，所述 电子枪用于提供所述光纤发射光线的电能。 0008 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，在所述器件结构中设有多个所 述离子井组，所述离子井组具有不同的载流子浓度。 0009 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，所述离子井组中的所述两种类 型的离子井的载流子浓度相同。 0010 优选地，该检测离子井中载流子迁移的方法，其中，不同浓度的所述离子井组垂直 于所述金属铜方向排列。 说 明 书CN

9、102881608 A 2/3页 4 0011 本发明的有益效果：利用本发明的技术，通过电子显微镜的观察，可以直接判断各 种强度的光对不同离子浓度的离子井中光生载流子迁移的影响，以此作为实验基础研究器 件性能在不同强度光辐射干扰下的载流子情况，并改进制造工艺。 附图说明 0012 图1是本发明一种检测离子井中载流子的方法中的器件结构的示意图； 图2是本发明一种检测离子井中载流子的方法的流程示意图； 图3是本发明一实施例的示意图。 具体实施方式 0013 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。 0014 如图1所示为作为该检测载流子方法的基础平台的器件结构，该结构中

10、包括一个 并行排列的离子井组，该离子井组中包括一个N型离子井11和一个P型离子井12，在该器 件结构中包括多个离子井组，每个离子井组的载流子浓度各不相同，同一离子井组中的两 个离子井的载流子浓度相同；在一个离子井组中，两个离子井上方各添加一层金属硅化物， 在每个离子井的金属硅化物上各形成一个接触孔13，然后用一根金属铜14将两个接触孔 连接起来； 在器件上方引入一根光纤15，该光纤用于发射不同强度的光线，该光纤一端位于一电 子显微镜（未示出）内，另一端指向器件；该光纤由一电子枪（未示出）供能。 0015 如图2所示为一种检测离子井中载流子的方法，其步骤具体包括： 步骤a，在晶圆的同一个有源区域

11、内设置有预定间距的两种类型的离子井；该离子井 分为N型和P型，两个离子井构成一个离子井组； 步骤b，在离子井的上方各添加一层金属硅化物； 步骤c，在离子井上方的金属硅化物上各形成一个接触孔； 步骤d，采用金属铜连接接触孔，并形成完整器件结构； 步骤e，在器件结构上方引入一根可发射不同强度光线的光纤，光纤用于照射器件表 面；该光纤由一电子枪负责供电，并安装在一电子显微镜上，该电子显微镜用于观测器件结 构上的载流子迁移现象。 0016 当不同强度的光通过光纤辐射到器件上时，如果光子的能量大于半导体的禁带宽 度，那么在器件中就会产生一定浓度的光生载流子，当光生载流子的浓度积累到一定程度 后就会在器件

12、中发生迁移道道金属铜表面，连接N型离子井的金属铜一端因失去电子而发 生氧化反应，这时再通过电子显微镜观察金属铜表面发生的变化可以判断光对器件载流子 生成并发生迁移的影响。 0017 如图3所示，在实际的生产中，通过将本发明设计的不同浓度的离子井结构放置 在晶圆的切割道上，将晶圆31载入到电子显微镜32的晶圆固定器33上，把要检测的结构 移动到电子枪34的下面找到要检测的结构，然后通过光纤35将一定强度的光照射到该结 构上，再由电子显微镜实时地观察金属铜线表面的变化。 0018 以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范 围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的 说 明 书CN 102881608 A 3/3页 5 等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。 说 明 书CN 102881608 A 1/3页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102881608 A 2/3页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102881608 A 3/3页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102881608 A