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    重庆时时彩技巧scjxsscjq: 沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法.pdf

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    沟槽 MOS 器件 中位错型 漏电 分析 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201310003710.5

    申请日:

    2013.01.06

    公开号:

    CN103913687A

    公开日:

    2014.07.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/26申请日:20130106|||公开
    IPC分类号: G01R31/26(2014.01)I 主分类号: G01R31/26
    申请人: 上?;绾炅Π氲继逯圃煊邢薰?
    发明人: 赖华平; 张君; 徐云
    地址: 201203 上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号
    优先权:
    专利代理机构: 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 代理人: 丁纪铁
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310003710.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.12.28|||2014.08.06|||2014.07.09

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,包括步骤:采用EMMI分析方法获取缺陷位置,缺陷位置对应于发光点,控制EMMI分析条件使发光点的直径小于等于1.5微米;采用FIB方法在缺陷位置处制备TEM样品,TEM样品的中心和缺陷位置的中心重合且TEM样品的厚度大于等于缺陷位置处的发光点的直径;对TEM样品进行TEM分析。本发明能针对位错引起的漏电失效,实现更快速准确的定位与分析确认。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
    步骤一、采用EMMI分析方法在沟槽MOS器件芯片中获取缺陷位置,所述缺陷位置对应于发光点,控制EMMI分析条件使所述缺陷位置处的发光点的直径小于等于1.5微米;
    步骤二、采用FIB方法在所述缺陷位置处制备TEM样品,所述TEM样品的中心和所述缺陷位置的中心重合且所述TEM样品的厚度大于等于所述缺陷位置处的发光点的直径,所述TEM样品的截面和所述沟槽MOS器件的沟槽的晶面方向垂直,且所述TEM样品的截面的晶面指数属于晶面族{100};
    步骤三、对所述TEM样品进行TEM分析。

    2.  如权利要求1所述的沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于:步骤一中所述EMMI分析条件包括正面观察、电压、电流及采光时间,通过降低电压、电流以及缩短所述采光时间使所述缺陷位置处的发光点的直径减小并直至所述缺陷位置处的发光点的直径小于等于1.5微米。

    3.  如权利要求2所述的沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于:控制所述EMMI分析条件中的降低电流必须同时保证电流处于漏电曲线的中间无拐点的连续变化区域内。

    4.  如权利要求2所述的沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于:控制所述EMMI分析条件中的缩短所述采光时间后使所述采光时间最少至1秒。

    5.  如权利要求1所述的沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于:步骤二中所述TEM样品的厚度为0.5微米至1.5微米。

    说明书

    说明书沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法
    技术领域
    本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法,特别是涉及一种沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法。
    背景技术
    在沟槽MOS器件中的栅极阵列是由沟槽组成的,在沟槽是通过对半导体衬底如硅衬底进行刻蚀后形成。在沟槽MOS器件中会形成位错缺陷,该位错缺陷会导致漏电的产生。当沟槽MOS器件存在位错型漏电时,需要找出位错的具体位置并对位错进行分析。现有沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法包括步骤:
    第一步、在失效特征点进行EMMI(Emission Microscope,发光显微镜)定位。
    EMMI:通过一定形式的激发在半导体材料中产生非平衡态后,会有电子从高能态到底能态的跃迁产生。其中的辐射过程会有光子发射,光发射显微镜通过特别的CCD等类型探头可捕捉这些发光,形成发光像。并叠加入器件的光发射像,形成可定位缺陷的图像。
    如图1所示,是现有方法在失效特征点EMMI定位示意图;在半导体衬底101上形成有沟槽102,当半导体衬底101中存在位错缺陷产生的失效特征点时,进行EMMI分析后能够在位错缺陷位置处形成发光点103,现有方法中EMMI分析时的发光点103的直径都大于3微米。
    第二步、FIB(Focused Ion Beam,聚焦离子束电镜)定点制备100nm左右厚度TEM样品。
    FIB:用聚焦后的镓正离子束作为入射粒子(或叫一次离子)撞击样品表面,通过收集二次电子成像,又由于镓离子的原子量大,加速后动能大,所以有很好的溅射刻蚀功能,常见用途有断面精细切割、成像(包括电压衬度像)、透射电镜制样、线路修复等,透射电镜制样功能应用溅射刻蚀效果,在样品上制备出一个厚度为100纳米左右的薄片供分析。
    第三步、对TEM样品进行TEM(Transmission Electron Microscope,透射电子显微镜)结构观察。
    TEM:当样品足够薄时,高能入射电子将穿透样品,这些透射电子的将携带非常 充分的试样信息,将透射电子成像就可以实现对试样的观察研究。成像的过程则是加热到高温的灯丝发射电子,电子在高电压作用下以极快的速度射出,聚光镜将电子聚成很细的电子束,射在试样上;电子束透过试样后进入物镜,由物镜、中间镜成像在投影镜的物平面上,这是中间像;然后再由投影镜将中间像放大,投影到荧光屏上,形成最终像。
    现有方法存在如下问题:
    1、在第一步的EMMI分析中漏电点即发光点103过大,即发光点103的直径尺寸往往要大于实际的位错缺陷的尺寸,并不能快速并完全准确的实现位错缺陷的定位,从而会影响整体分析的速度和精度。
    2、第二步中形成的TEM样品的厚度为100nm左右,该厚度往往不能完全包括整个位错缺陷甚至不包括位错缺陷,从而使得后续TEM观察是的局限性大,以致漏过或无法全面了解缺陷信息。如图2所示,是现有方法中TEM观察后错过位错缺陷的TEM照片;在图2中未观察到位错缺陷。如图3所示,是现有方法中TEM观察后获得部分位错缺陷的TEM照片;在虚线框104中观察到一个很短小的位错缺陷。
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,针对位错引起的漏电失效,能实现更快速准确的定位与分析确认。
    为解决上述技术问题,本发明提供的沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
    步骤一、采用EMMI分析方法在沟槽MOS器件芯片中获取缺陷位置,所述缺陷位置对应于发光点,控制EMMI分析条件使所述缺陷位置处的发光点的直径小于等于1.5微米。
    步骤二、采用FIB方法在所述缺陷位置处制备TEM样品,所述TEM样品的中心和所述缺陷位置的中心重合且所述TEM样品的厚度大于等于所述缺陷位置处的发光点的直径,所述TEM样品的截面和所述沟槽MOS器件的沟槽的晶面方向垂直,且所述TEM样品的截面的晶面指数属于晶面族{100}。
    步骤三、对所述TEM样品进行TEM分析。
    进一步的改进是,步骤一中所述EMMI分析条件包括正面观察、电压、电流及采光时间,通过降低电压、电流以及缩短所述采光时间使所述缺陷位置处的发光点的直 径减小并直至所述缺陷位置处的发光点的直径小于等于1.5微米。
    进一步的改进是,控制所述EMMI分析条件中的降低电流必须同时保证电流处于漏电曲线的中间无拐点的连续变化区域内。
    进一步的改进是,控制所述EMMI分析条件中的缩短所述采光时间后使所述采光时间最少至1秒。
    进一步的改进是,步骤二中所述TEM样品的厚度为0.5微米至1.5微米。
    本发明通过在EMMI分析中使发光点的直径设置为小于等于1.5微米,能使反光点的直径和位错缺陷的尺寸匹配良好,从而能实现对位错缺陷的更精确和更快速的定位;本发明在用FIB方法制备TEM样品过程中,使TEM样品的中心和缺陷位置的中心重合且使TEM样品的厚度大于等于发光点的直径,能够在后续TEM观察中实现对位错缺陷的全面分析。所以本发明能实现更精确、快速、全面的位错缺陷的分析,大大有利于产品的失效分析,帮助加快工艺改善、产品应用优化进程,对提升产品的性能、质量和可靠性意义重大。
    附图说明
    下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
    图1是现有方法在失效特征点EMMI定位示意图;
    图2是现有方法中TEM观察后错过位错缺陷的TEM照片;
    图3是现有方法中TEM观察后获得部分位错缺陷的TEM照片;
    图4是本发明实施例方法流程图;
    图5是本发明实施例方法中失效特征点EMMI定位示意图;
    图6是本发明实施例方法中缺陷位置处的漏电曲线;
    图7是本发明实施例方法中采用FIB方法制备TEM样品照片;
    图8是本发明实施例方法TEM观察后获得的位错缺陷的TEM照片。
    具体实施方式
    如图4所示,是本发明实施例方法流程图;本发明实施例沟槽MOS器件中位错型漏电分析方法包括如下步骤:
    步骤一、采用EMMI分析方法在沟槽MOS器件芯片中获取缺陷位置。
    如图5所示,是本发明实施例方法中失效特征点EMMI定位示意图;在半导体衬底如硅衬底1中形成有沟槽2,在EMMI分析时在所述缺陷位置处会形成一个发光点3, 用所述发光点3来将所述缺陷位置显现出来,即所述缺陷位置对应于所述发光点3。
    控制EMMI分析条件使所述缺陷位置处的发光点3的直径小于等于1.5微米。所述EMMI分析条件包括正面观察、电压、电流及采光时间,通过降低电压、电流以及缩短所述采光时间使所述缺陷位置处的发光点3的直径减小并直至所述缺陷位置处的发光点3的直径小于等于1.5微米。
    如图6所示,是本发明实施例方法中缺陷位置处的漏电曲线;控制所述EMMI分析条件中的降低电流必须同时保证电流处于漏电曲线的中间无拐点的连续变化区域内。
    控制所述EMMI分析条件中的缩短所述采光时间后使所述采光时间最少至1秒。
    当所述发光点3的直径小于等于1.5微米时,能实现缺陷尺寸和所述发光点3的尺寸良好的对应,从而能实现缺陷位置的快速准确定位。
    步骤二、采用FIB方法在所述缺陷位置处制备TEM样品,所述TEM样品的中心和所述缺陷位置的中心重合且所述TEM样品的厚度大于等于所述缺陷位置处的发光点的直径,所述TEM样品的截面和所述沟槽MOS器件的沟槽的晶面方向垂直,且所述TEM样品的截面的晶面指数属于晶面族{100}。
    所述TEM样品的厚度为0.5微米至1.5微米。如图7所示,是本发明实施例方法中采用FIB方法制备TEM样品照片;图7中显示了两个TEM样品,TEM样品4的厚度为1.5微米,TEM样品5的厚度为0.5微米。
    步骤三、对所述TEM样品进行TEM分析。如图8所示,是本发明实施例方法TEM观察后获得的位错缺陷的TEM照片。在TEM照片中可以清晰的看到位于虚线框6中的一条位错缺陷。所以本发明实施例能实现更精确、快速、全面的位错缺陷的分析,大大有利于产品的失效分析,帮助加快工艺改善、产品应用优化进程,对提升产品的性能、质量和可靠性意义重大。
    以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的?;し段?。

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