專利名稱：用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片pn結(jié)的溶液及顯現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制作領(lǐng)域，尤其涉及一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液及顯現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體芯片中，PN結(jié)是半導(dǎo)體芯片工作的基礎(chǔ)。即半導(dǎo)體芯片通過PN結(jié)來進(jìn)行導(dǎo)電。在半導(dǎo)體芯片制造過程中，通過芯片基材摻雜雜質(zhì)形成PN結(jié),摻雜方法有熱擴(kuò)散法與離子注入法。目前，通過顯現(xiàn)并分析芯片基材中摻雜雜質(zhì)的區(qū)域，即通過PN結(jié)形貌的觀察達(dá)到對擴(kuò)散、離子注入工藝的監(jiān)控，對芯片產(chǎn)品性能的分析等目的。摻雜后形成的PN結(jié)分為N型結(jié)與P型結(jié)兩種，N型結(jié)的摻雜雜質(zhì)為V A族元素，一般為磷和砷，P型結(jié)的摻雜 雜質(zhì)為III A族元素，一般為硼元素。PN結(jié)形貌的顯現(xiàn)目前主要有擴(kuò)展電阻測試(SRP)，二次離子質(zhì)譜儀(SMS)測試以及化學(xué)溶液顯現(xiàn)，由于化學(xué)溶液PN結(jié)顯現(xiàn)的低成本和易操作性，其廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)和相關(guān)的檢測，測試領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)技術(shù)中，通常用醋酸與氫氟酸混合的水溶液或者鉻酸與氫氟酸混合的水溶液對半導(dǎo)體芯片PN結(jié)進(jìn)行顯現(xiàn)。此方法對PN結(jié)中的P型結(jié)顯現(xiàn)效果較好，而對PN結(jié)中的N型結(jié)顯現(xiàn)效果并不顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液及顯現(xiàn)方法，用于提高PN結(jié)中的N型結(jié)的顯現(xiàn)效果。一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液，該溶液由氫氟酸、氟化銨、硝酸和水組成?！N使用所述溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的方法，該方法包括將所述溶液加熱到設(shè)定溫度；將半導(dǎo)體芯片在加熱后的所述溶液中浸泡設(shè)定時間，以使半導(dǎo)體芯片的N型結(jié)顯現(xiàn)出來。采用本發(fā)明提供的溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)時，顯現(xiàn)出的N型結(jié)的界限明顯，有效提高了 PN結(jié)中的N型結(jié)的顯現(xiàn)效果。


圖I為本發(fā)明實施例提供的方法流程示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的PN結(jié)顯現(xiàn)效果示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中的PN結(jié)顯現(xiàn)效果示意圖。
具體實施例方式為了提高對PN結(jié)中的N型結(jié)的顯現(xiàn)效果，本發(fā)明實施例提供一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液以及使用該溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的方法。本發(fā)明實施例提供的用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液，由氫氟酸、氟化銨、硝酸和水組成。較佳的，所述溶液中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為1.7% _1.9%，氟化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為6. 9% -7. 7%，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為47. 0% -53. 0%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為 38. 4% -44. 4%0優(yōu)選的，氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.8%，氟化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為7.3%，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為50. 0%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為40. 9%。當(dāng)然，所述溶液中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比并不局限于上述列出的數(shù)據(jù)，任何其他質(zhì)量分?jǐn)?shù)比均可，只要各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比相加為100%即可。
參見圖1，本發(fā)明實施例提供的使用上述溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的方法，包括以下步驟步驟10 :將所述溶液加熱到設(shè)定溫度；步驟11 :將半導(dǎo)體芯片在加熱后的所述溶液中浸泡設(shè)定時間，以使半導(dǎo)體芯片的N型結(jié)顯現(xiàn)出來。將半導(dǎo)體芯片在所述溶液中浸泡設(shè)定時間后，可以在顯微鏡下觀察顯現(xiàn)出
的N型結(jié)。較佳的，所述設(shè)定溫度在50-60攝氏度中取值。優(yōu)選的，所述設(shè)定溫度為55度。當(dāng)然，所述設(shè)定溫度并不局限于上述列出的數(shù)據(jù)，任何其他大于常溫的溫度值均可。較佳的，所述設(shè)定時間在10-20秒中取值。優(yōu)選的，所述設(shè)定時間為15秒。當(dāng)然，所述設(shè)定時間并不局限于上述列出的數(shù)據(jù)，任何其他能夠使半導(dǎo)體芯片的N型結(jié)顯現(xiàn)出來的時間長度值均可。所述用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液的制備方法可以為將一定濃度的氫氟酸、氟化銨和硝酸溶液相混合，以使混合后的溶液中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比達(dá)到預(yù)定的數(shù)值。下面對本發(fā)明進(jìn)行具體說明本發(fā)明的目的在于提供一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液與方法，該方法對PN結(jié)中的N型結(jié)顯現(xiàn)有較好的效果。一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液由氫氟酸、氟化銨、硝酸和水組成，其中氫氟酸為1.8% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)比)，氟化銨為7. 3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)比)，硝酸為50.0% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)比)，水為40. 9% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)比)。使用該溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的方法為將半導(dǎo)體芯片在溶液中浸泡一定時間，例如15秒，溶液溫度為55攝氏度，然后在顯微鏡下即可觀察到PN結(jié)中的N型結(jié)。下面對本發(fā)明的技術(shù)效果進(jìn)行說明圖2為使用傳統(tǒng)技術(shù)顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)時的N型結(jié)顯現(xiàn)形貌，圖3為利用本發(fā)明提供的溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)時的N型結(jié)顯現(xiàn)形貌?？梢钥闯?，利用傳統(tǒng)技術(shù)對N型結(jié)顯現(xiàn)后，N型結(jié)形貌并不明顯，參見圖2中畫圈部分，而利用本發(fā)明對N型結(jié)顯現(xiàn)后，N型結(jié)形貌較明顯，參見圖3中畫圈部分。本發(fā)明中，硝酸作為良好的氧化劑，可以將硅氧化成二氧化硅，并可使半導(dǎo)體芯片中N型結(jié)處的硅氧化成二氧化硅的速率與非N型結(jié)處的硅氧化成二氧化硅的速率不同，反應(yīng)生成的二氧化硅覆蓋于N型結(jié)處與非N型結(jié)處表面，減緩N型結(jié)處與非N型結(jié)處的硅氧化為二氧化硅的進(jìn)一步進(jìn)行，而氫氟酸與生成的二氧化硅進(jìn)行反應(yīng)，使得N型結(jié)處與非N型結(jié)處的硅被氧化為二氧化硅的反應(yīng)得以順利的進(jìn)行，由于氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)時氟離子不斷減少，而氟化銨可以持續(xù)的提供氟離子，保持溶液中的氟離子濃度的一致，從而保持反應(yīng)速率的一致性，并保持反應(yīng)體系PH值的穩(wěn)定，達(dá)到實驗的可操作型，溫度影響N型結(jié)處與非N型結(jié)處的硅氧化成二氧化硅的速率和兩者速率之間的差異程度，這樣，在一定條件下，N型結(jié)與非N型結(jié)處就會形成因硅被氧化成二氧化硅程度不同而顯現(xiàn)的界限，該界限即是N型結(jié)的界限。本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機(jī)程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計算機(jī)程序指令到通用計算機(jī)、專用計算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機(jī)器，使得通過計算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。這些計算機(jī)程序指令也可裝載到計算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機(jī)實現(xiàn)的處理，從而在計算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液，其特征在于，該溶液由氫氟酸、氟化銨、硝酸和水組成。
2.如權(quán)利要求I所述的溶液，其特征在于，氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為I.7%-1.9%，氟化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為6. 9% -I. 7%，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為47. 0% -53. 0%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為38. 4% -44. 4%。
3.如權(quán)利要求2所述的溶液，其特征在于，氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.8%，氟化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為7. 3%，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為50. 0%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為40. 9%。
4.一種使用權(quán)利要求I或2或3所述的溶液顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的方法，其特征在于，該方法包括 將所述溶液加熱到設(shè)定溫度； 將半導(dǎo)體芯片在加熱后的所述溶液中浸泡設(shè)定時間，以使半導(dǎo)體芯片的N型結(jié)顯現(xiàn)出來。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度在50-60攝氏度中取值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度為55度。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定時間在10-20秒中取值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定時間為15秒。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種用于顯現(xiàn)半導(dǎo)體芯片PN結(jié)的溶液及顯現(xiàn)方法，涉及半導(dǎo)體芯片制作領(lǐng)域，用于提高PN結(jié)中的N型結(jié)的顯現(xiàn)效果。本發(fā)明中，所述溶液由氫氟酸、氟化銨、硝酸和水組成。將所述溶液加熱到設(shè)定溫度，將半導(dǎo)體芯片在加熱后的所述溶液中浸泡設(shè)定時間，以使半導(dǎo)體芯片的N型結(jié)顯現(xiàn)出來。采用本發(fā)明，能夠提高PN結(jié)中的N型結(jié)的顯現(xiàn)效果。
文檔編號H01L21/00GK102751171SQ20111009935
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者宋世濤, 金波 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司