專利名稱：一種超結(jié)高壓功率mosfet器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深分析方法，特別涉及一種超結(jié)高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法。
背景技術(shù)：
所謂“超結(jié)”(Super Junction)的結(jié)構(gòu)是指建立在POWER MOSFET技術(shù)基礎(chǔ)上的高壓功率器件結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這是因為MOSFET器件如果按照“超結(jié)”原理設(shè)計，則可實現(xiàn)低于硅半導(dǎo)體材料自身最低電阻的特征導(dǎo)通電阻。超結(jié)器件的導(dǎo)通電阻與擊穿電壓呈線性而非二次函數(shù)關(guān)系，使得超結(jié)技術(shù)非常適用于高壓功率MOSFET器件。國際學(xué)術(shù)界，Coe(D J Coe U. S 專利編號 Patent 4 754 310，High Voltage Semiconductor Device[P] 1988)首先提出了一種對標(biāo)準(zhǔn)功率MOSFET結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如圖2 所示，把體區(qū)用漂移區(qū)交錯隔斷。當(dāng)在漏極上加上相對于源極的反向偏置的時候，體區(qū)和漂移區(qū)都會耗盡。讓體區(qū)和漂移區(qū)同時耗盡的方法是選擇這些層中的電荷，使之彼此平衡。實驗表明從結(jié)構(gòu)上看，漂移層(Drift)的高寬比非常重要。漂移層的高寬比指的是漂移層的厚度與其寬度的比在擊穿電壓為250V時，漂移層的高寬比應(yīng)為4或7。在擊穿電壓為250V時，高寬比為7時的性能比高寬比為4時的性能好1. 5倍。在高寬比為4時， 很容易實現(xiàn)比常規(guī)DM0SFET低50%的導(dǎo)通電阻。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以得知，采用不同的摻雜工藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N 型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體(通常是硅或鍺)基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱PN結(jié)。由于摻雜類型和摻雜濃度存在差異，PN結(jié)存在一個雜質(zhì)濃度的過渡界面，即我們說的“結(jié)” (Junction)，而它的深度我們稱之為“結(jié)深” (Junction Depth) 0在工藝過程中如果需要對超結(jié)“Super Junction”的高功率MOSFET器件的摻雜結(jié)構(gòu)的“結(jié)深”進(jìn)行工藝監(jiān)控(如計算漂移區(qū)“Drift”的高寬比等目的)，就要借助一定的技術(shù)手段來獲取“結(jié)深” fn息ο當(dāng)然使用結(jié)染色的化學(xué)腐蝕方法是最便捷、成本最低的途徑，進(jìn)行結(jié)深的確認(rèn)，使用結(jié)染色液的原理是，由于不同雜質(zhì)摻雜濃度區(qū)域的硅Silicon被結(jié)染色液腐蝕的速率存在差異，雜質(zhì)濃度高的區(qū)域被結(jié)染色液刻蝕速率快；而雜質(zhì)濃度低的區(qū)域被結(jié)染色液刻蝕速率慢，所以可以在截面上顯現(xiàn)出界線，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行直接測量。從而測量出超結(jié) "Super Junction”的高壓功率MOSFET器件的包括“漂移區(qū)(Drift)”、“源區(qū)(Source)”、 “體區(qū)(Body) ”等所有的摻雜結(jié)深信息。但現(xiàn)有染色的方法可能出現(xiàn)多個區(qū)顯現(xiàn)時間不一致，導(dǎo)致無法及時獲得某些部分結(jié)構(gòu)的結(jié)深信息以及多個區(qū)域結(jié)深信息不能在同一張照片中顯示的問題，因此需要-種新的染色方法來進(jìn)行超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有結(jié)深染色分析方法不能及時獲得某些部分結(jié)構(gòu)的結(jié)深信息以及多個區(qū)域結(jié)深信息不能在同一張照片中顯示的問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種超結(jié)高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法，包括以下步驟A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進(jìn)行超結(jié)的高壓功率 MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結(jié)染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行截面觀察經(jīng)過染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關(guān)摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟B中將樣品從結(jié)染色液中取出，不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈。本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)通過該種針對超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的PN結(jié)染色液配方，以后再進(jìn)行該同種超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)結(jié)深確認(rèn)只需使用得出的最佳經(jīng)驗值來獲取即可，既快速又經(jīng)濟(jì)，所有摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深可以在一張圖片中獲得。


圖1超結(jié)的功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)原理圖；圖2Coe提出的對標(biāo)準(zhǔn)功率MOSFET結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，即現(xiàn)有超結(jié)的結(jié)構(gòu)；圖3本發(fā)明方法染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件的源區(qū)和體區(qū)上部分的染色效果圖；圖4本發(fā)明方法染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件的漂移區(qū)和體區(qū)下部分的染色效果圖。
具體實施例方式下面對該工藝實施例作詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍作出更為清楚明確的界定。本實施例為針對某種600V高壓的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件芯片的染色試驗， 其具體操作步驟如下A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進(jìn)行超結(jié)的高壓功率 MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結(jié)染色液中10秒鐘后取出，取出過程中不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈；C、使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行截面觀察經(jīng)過染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關(guān)摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深。如圖3本發(fā)明方法染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件的源區(qū)和體區(qū)上部分的染色效果圖和圖4本發(fā)明方法染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件的漂移區(qū)和體區(qū)下部分的染色效果圖所示，為經(jīng)過本發(fā)明方法得到的染色效果圖。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
之一，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種超結(jié)高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法，其特征在于該方法包括以下步驟A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進(jìn)行超結(jié)的高壓功率MOSFET 器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結(jié)染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行截面觀察經(jīng)過染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關(guān)摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法， 其特征在于所述步驟B中將樣品從結(jié)染色液中取出，不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超結(jié)高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色分析方法，包括以下步驟A、按照體積比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶8的比例進(jìn)行超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結(jié)染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行截面觀察經(jīng)過染色的超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關(guān)摻雜結(jié)構(gòu)的結(jié)深。本發(fā)明通過該種針對超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)的PN結(jié)進(jìn)行染色分析，以后再進(jìn)行該同種超結(jié)的高壓功率MOSFET器件摻雜結(jié)構(gòu)結(jié)深確認(rèn)只需使用得出的最佳經(jīng)驗值來獲取即可，既快速又經(jīng)濟(jì)。
文檔編號G01N23/22GK102435627SQ20111025159
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者張濤 申請人:上海華碧檢測技術(shù)有限公司