專利名稱：測量超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的測
量方法。
背景技術(shù)：
超級結(jié)(SJ) MOSFET通常采用交替排列的P型和N型硅外延柱層，使器件在截止?fàn)顟B(tài)下，P型區(qū)和N型區(qū)相互耗盡，從而使器件可以承受較高的擊穿電壓。對于P型和N型柱的制造工藝，目前比較流行的做法是，在硅外延層上刻蝕深溝槽，再向溝槽內(nèi)填入反型硅外延。在硅外延層填入溝槽的過程中，由于溝槽的寬度逐漸變小，氣體進(jìn)入溝槽會越來越困難，從而導(dǎo)致溝槽內(nèi)的硅外延層的電阻率有可能是不均勻的。SJ產(chǎn)品溝槽內(nèi)硅外延電阻率的分布情況對產(chǎn)品的BV (擊穿電壓)等參數(shù)具有很大的影響。但是，由于溝槽的寬度是微米級的，因此，用常規(guī)的方法(例如，四探針法、汞探針法和擴展電阻法等)均無法有效測定出SJ溝槽內(nèi)硅外延電阻率的分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測量超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的方法，它可以有效測定出SJ深溝槽內(nèi)娃外延電阻率的橫向分布情況,保證SJ產(chǎn)品的性倉泛。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的測量超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的方法，包括步驟:I)在所述溝槽內(nèi)分層填充外延，且每填充一層外延，測定一次已填充外延的電阻值，直到溝槽被完全填滿；2)根據(jù)步驟I)測得的電阻值，分別計算各外延層的電阻值和電阻率。本發(fā)明通過在深溝槽內(nèi)分步填充硅外延，同時分步測量溝槽內(nèi)已填充外延層的電阻值，實現(xiàn)了 SJ深溝槽內(nèi)硅外延電阻率分布的有效測定，從而確保了 SJ產(chǎn)品的性能。


圖1是本實施例的方法流程圖。圖2是本實施例中，用開爾文法測定P型外延層電阻值的方法示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明如下:1:娃襯底2:溝槽3:N型外延層4:P型外延層
具體實施方式
為對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實施方式，詳述如下:本實施例采用分步填充溝槽和分步測量溝槽內(nèi)外延層的電阻值的方法來測定溝槽內(nèi)電阻率的分布，具體測試步驟為:步驟1，在N型外延層3上刻蝕出深溝槽2，如圖1(1)所示。溝槽2的寬度w為I 8 μ m,深度h為10 50 μ m。步驟2，在溝槽2內(nèi)生長第I層厚度為d的P型外延層4，如圖1 (2)所示。測定該P型外延層4的電阻值R1。步驟3，第I層P型外延層4上，繼續(xù)生長第2層厚度為d的P型外延層4，如圖1(3)所示。測定此時的P型外延層4(厚度為2d)的電阻值札+2。步驟4，重復(fù)進(jìn)行P型外延層4的生長，并且每生長一層厚度為d的P型外延層4，就測定一次P型外延層4的電阻值R1+2+。。。+k (k為生長P型外延層4的次數(shù))，直至溝槽2被完全填滿，如圖l(n-l)、(η)所示，測定最終P型外延層4的電阻值R1+2+...n。步驟5，利用并聯(lián)電阻的計算方法，計算出每一層P型外延層4的電阻值R2，R3,…，Rn-!, Rn。計算公式為:Rk = (R1+2+...+k-l X Rl+2+.“+k) / (Rl+2+.“+k-l_Rl+2+.“+k)，其中，2 ^ k ^ Πο例如，R1+2的電阻值等于第I層P型外延層電阻值R1和第2層P型外延層電阻值R2并聯(lián)的電阻值，因此，第2層P型外延層的電阻值R 2 = (R1XRlt2)Z(R1-Rlt2)。步驟6，根據(jù)電阻值計算公式:R= (P XL)/S，其中，P為電阻率，L為待測區(qū)域的長度(本實施例中，L為50 IOOOOOymhS為待測區(qū)域的截面積，推算出每層P型外延層4的電阻率P。計算公式為:Pk = RkX S/L = RkX (2h+w) Xd/L例如，第I層P型外延層的電阻率為:P ! = R1X (2h+w) X d/L根據(jù)計算出的各P型外延層4的電阻率，就可以得到溝槽2內(nèi)P型外延層4電阻率的橫向分布情況。上述電阻值的測定，可以采用開爾文結(jié)構(gòu)法。如圖2所示，在待測溝槽的左、右兩端和下方兩個臨近的區(qū)域分別進(jìn)行P型重?fù)诫s注入(重?fù)诫s注入的目的是為了減小硅和測試針之間的接觸電阻)，讓待測溝槽連接左、右兩塊P型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)，另外再用兩個溝槽分別把待測溝槽和下方的兩個P型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)連接起來，然后以上述四個P型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)作為測試針的扎針區(qū)域，在待測溝槽的水平方向上通入電流I，并讓電流經(jīng)過P型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的某些位置流到溝槽內(nèi)，然后，在溝槽下方的兩個端點測定電壓，則可以計算出待測溝槽的電阻值為:R = IV。
權(quán)利要求
1.量超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的方法，其特征在于，包括步驟: 1)在所述溝槽內(nèi)分層填充外延，且每填充一層外延，測定一次已填充外延的電阻值，直到溝槽被完全填滿； 2)根據(jù)步驟I)測得的電阻值，分別計算各外延層的電阻值和電阻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溝槽的寬度為I 8μ m，深度為10 50 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I)中，采用開爾文結(jié)構(gòu)法測定所述電阻值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量超級結(jié)深溝槽內(nèi)硅外延電阻率橫向分布的方法，包括步驟1)在所述溝槽內(nèi)分層填充外延，且每填充一層外延，測定一次已填充外延的電阻值，直到溝槽被完全填滿；2)根據(jù)步驟1)測得的電阻值，分別計算各外延層的電阻值和電阻率。本發(fā)明通過在深溝槽內(nèi)分步填充硅外延，同時分步測量已填充外延的電阻值，實現(xiàn)了SJ深溝槽內(nèi)硅外延電阻率分布的有效測定，從而確保了SJ產(chǎn)品的性能。
文檔編號G01R27/02GK103091555SQ20111033253
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉繼全 申請人:上海華虹Nec電子有限公司