專利名稱：一種功率器件單元區(qū)和保護環(huán)區(qū)pn結的結深測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功率器件PN結的結深測量方法，特別涉及一種通過使用不同染色液分別對功率器件的単元區(qū)和保護環(huán)區(qū)的PN結的結深進行測量的方法。
背景技術：
采用不同的摻雜エ藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上，在它們的交界面形成的空間電荷區(qū)稱PN結。由于摻雜類型和摻雜濃度存在差異，PN結存在ー個雜質濃度的過渡界面，即我們說的“結”(Junction)，而它的深度我們稱之為“結深”(Junction Depth)。在エ藝過程中如果想對功率器件的単元區(qū)的“結深”以及周邊保護環(huán)(Guard ring)的“結深”進行エ藝監(jiān)控，就要借助一定的技術手段來獲取”結深”的信息。一般人可能最開始想到的是二次離子質譜儀，的確二次離子質譜儀的二次離子強 度經(jīng)過轉換可得到元素的濃度，而離子轟擊時間，可轉換成雜質分布深度。所以可以對PN結深進行測量，得到非常精確的深度值。但是一般二次離子質譜儀對分析面積是有一定要求的，一般要求最少lOOumXIOOum的分析面積,而針對單元區(qū)的ー個單元,面積肯定達不到這么大的要求，所以如果lOOumXIOOum的許多數(shù)量的單元一起進行PN結深度檢測，精確度肯定會下降。(論文引自二次離子質譜的深度分辨本領，朱怡崢，桂東，陳嬪，馬農農，韓象明，查良鎮(zhèn)，信息產業(yè)部電子第四十六研究院，天津300192，TN304, A)當然使用結染色的化學腐蝕方法是最便捷、成本最低的途徑，進行結深的確認，使用的是業(yè)界常用的HF HNO3 = I 100 (低敏感度的染色配方)的結染色液，由于不同雜質摻雜濃度區(qū)域的硅被結染色液腐蝕的速率存在差異，雜質濃度高的區(qū)域被結染色液刻蝕速率快；而雜質濃度低的區(qū)域被結染色液刻蝕速率慢，所以可以在截面上顯現(xiàn)出界線，用掃描電子顯微鏡進行直接測量。但該方法應用在功率器件的単元區(qū)時，發(fā)現(xiàn)效果并不理想，對于ー些摻雜濃度低的區(qū)域，甚至染不出來。而使用HF HNO3 = I 20 (高敏感度的染色配方)的結染色液的方法，雖然結是出來了，但如果P區(qū)與N區(qū)的摻雜濃度接近(只相差ー個數(shù)量級)，很可能出現(xiàn)當輕摻雜區(qū)(E14)顯現(xiàn)出來時，重摻雜區(qū)(E15)已經(jīng)擴散消失了，只能短時間染出重摻雜區(qū)，長時間染出輕摻雜區(qū)，無法在一次染色中，全部完成對輕、重摻雜區(qū)的染色。(論又 ラ丨自Dopant Delineation :Novei Technique For Silicon DopantImplantationDefects Identification，Ng Sea Chooi and Ng JouChing Intel Technology Sdn. Bhd.Proceedings of 9th IPFA2002，Singapore)

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有功率器件単元區(qū)和保護環(huán)區(qū)PN結的二次離子質譜儀測量精度低和染色方法測量效果不理想的問題，本發(fā)明提出以下技術方案一種功率器件単元區(qū)和保護環(huán)區(qū)PN結的結深測量方法，包括以下步驟
A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例進行單元區(qū)結染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入?yún)g元區(qū)結染色液中6秒鐘后取出，要求在操作過程中保證截面不被任何物品觸碰，確保截面干凈；C、使用掃描電子顯微鏡對步驟B中浸泡過的金相切片進行截面觀察單元區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡掃描的照片，并測量出単元區(qū)的源結和體結的深度；D、按照體積比HF HNO3 = I 100進行保護環(huán)區(qū)結染色液配制；E、另取一片金相切片好的樣品，浸泡入保護環(huán)區(qū)結染色液中30秒鐘后取出，要求 在操作過程中保證截面不被任何物體觸碰，確保截面干凈；F、使用掃描電子顯微鏡對步驟E中浸泡過的金相切片進行截面觀察保護環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，并測量出保護環(huán)結的深度。本發(fā)明帶來的有益效果是I、通過對單元區(qū)和保護環(huán)區(qū)分別使用適合的結染色液，得到精確的結深值；2、使用染色液進行結深測量，即快速又經(jīng)濟，且單元區(qū)的源結和體結可以在ー張照片中獲得；3、染色液結深測量可獲得染色液配方的經(jīng)驗值，為以后功率器件単元區(qū)和保護環(huán)區(qū)的PN結的結深測量提供了方便，節(jié)省了大量的分析時間和分析成本。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。本實施例的樣品為75V的功率開關芯片，其具體測量步驟如下A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例進行單元區(qū)結染色液配制；B、把金相切片好的開關芯片，浸泡入?yún)g元區(qū)結染色液中6秒鐘后取出，在取出過程中，該開關芯片的截面沒有觸碰到任何物體，確保了截面的干凈；C、使用掃描電子顯微鏡對步驟B中浸泡過的開關芯片進行截面觀察單元區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡掃描的照片，測量出単元區(qū)的源結深度為252. 5nm，體結深度為1193nm ；D、按照體積比HF HNO3 = I 100進行保護環(huán)區(qū)結染色液配制；E、另取一片金相切片好的開關芯片，浸泡入保護環(huán)區(qū)結染色液中30秒鐘后取出，在取出過程中，該開關芯片的截面沒有觸碰到任何物體，確保了截面的干凈；F、使用掃描電子顯微鏡對步驟E中浸泡過的開關芯片進行截面觀察保護環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，測量出保護環(huán)結的深度為3. 834nm。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
權利要求
1.一種功率器件単元區(qū)和保護環(huán)區(qū)PN結的結深測量方法，其特征在于該染色方法包括以下步驟A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例進行單元區(qū)結染色液配制； B、把金相切片好的樣品，浸泡入?yún)g元區(qū)結染色液中6秒鐘后取出，要求在操作過程中保證截面不被任何物品觸碰，確保截面干凈； C、使用掃描電子顯微鏡對步驟B中浸泡過的金相切片進行截面觀察單元區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡掃描的照片，并測量出単 元區(qū)的源結和體結的深度； D、按照體積比HF HNO3 = I 100進行保護環(huán)區(qū)結染色液配制； E、另取一片金相切片好的樣品，浸泡入保護環(huán)區(qū)結染色液中30秒鐘后取出，要求在操作過程中保證截面不被任何物體觸碰，確保截面干凈； F、使用掃描電子顯微鏡對步驟E中浸泡過的金相切片進行截面觀察保護環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，并測量保護環(huán)結的深度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功率器件單元區(qū)和保護環(huán)區(qū)PN結的結深測量方法，包括以下步驟把金相切片好的樣品，浸泡入按照體積比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶5配制的單元區(qū)結染色液中6秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對上述浸泡過的金相切片進行截面觀察，并測量單元區(qū)結的深度；另取一片金相切片好的樣品，浸泡入按照體積比HF∶HNO3＝1∶100配制的保護環(huán)區(qū)結染色液中30秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對上述浸泡過的金相切片進行截面觀察，并測量保護環(huán)結的深度。本發(fā)明通過對單元區(qū)和保護環(huán)區(qū)分別使用適合的結染色液，得到精確的結深值；使用染色液進行結深測量，即快速又經(jīng)濟，且單元區(qū)的源結和體結在一張照片中獲得。
文檔編號H01L21/66GK102856222SQ20111017840
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2011年6月28日
發(fā)明者張濤 申請人:上海華碧檢測技術有限公司