專利名稱：一種用于測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，更具體地，涉及一種檢測SiNx (氮化硅)絕緣層的裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFT)是指在襯底上沉積一層半導(dǎo)體薄膜，通過光刻、刻蝕等技術(shù)制作出源、漏極，柵極及管體而成，它由柵絕緣層、有源層、柵電極、源和漏電極幾個部分組成。柵絕緣層作為TFT的重要組成部分，對TFT而言需要滿足以下幾個方面的要求好的絕緣耐壓性能、高的穩(wěn)定性能以及與有源層之間形成好的界面特性等SiNx作為絕緣層材料。與常用絕緣材料Si02相比，SiNx除具有相當(dāng)?shù)膿舸╇妷和?，SiNx還具有以下優(yōu)點I)相對介電常數(shù)高，PECVD制備的二氧化硅為3. 9左右，而氮化硅薄膜的值約為8 ；2)氮化硅對堿金屬的阻擋能力強，可以有效地防止堿金屬離子通過柵絕緣層進入溝道；3)氮化硅 的化學(xué)穩(wěn)定性高，除了氫氟酸和熱磷酸外，它幾乎不和其它的酸堿發(fā)生反應(yīng)；4)氮化硅具有更好的防水和防氣體滲透性能，能夠有效減少氣體和水汽滲透對器件造成的影響。雖然，SiNx作為絕緣層具有上述優(yōu)點，然而目前還沒有相應(yīng)的檢測裝置對TFT上的所使用的SiNx絕緣層的相應(yīng)的特性，如介電性能、擊穿電場等進行有效檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出一種用于測試SiNx絕緣層的MM(金屬-絕緣層-金屬)結(jié)構(gòu)的制造方法。該制造方法，包括下述步驟步驟I、玻璃襯底的清洗；步驟2、制作下電極；步驟3、制作柵絕緣層；步驟4、制作上電極圖形。通過對測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)的制造，能夠準確快速的檢測出SiNx絕緣層，以及SiNx絕緣層的介電性能，為薄膜晶體管(TFT)及其柵絕緣層的性能提供了準確工作的依據(jù)。


圖I是制備MM結(jié)構(gòu)器件的工藝流程圖；圖2是MM結(jié)構(gòu)器件結(jié)構(gòu)圖；圖3是MM結(jié)構(gòu)的SiNx擊穿場強測試電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的一種用于測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)器件進行詳細描述。該結(jié)構(gòu)的制備流程圖I所示I)玻璃襯底的清洗。先用清洗液洗襯底的表面，用清水沖洗干凈，接著放在丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗30min，此過程重復(fù)一次。2)下電極的制備。選用鉻作為下電極金屬材料，使用磁控濺射的方法制備。工藝參數(shù)如表I所示；金屬層制作完成后，利用光刻技術(shù)，刻出相對應(yīng)的下電極圖形，涂膠、烘烤、曝光和顯影的參數(shù)如下表2所示(也可采用本領(lǐng)域公知的參考參數(shù))，Cr的腐蝕液用的是硝酸鈰銨混合溶液。表I磁控濺射制備薄膜的工藝條件
真空度I Ar流量I功率(W)I溫度(°C) I時間厚度(nm)
(Pa)(sccm)(min) 5 X 10-3 60350259 100表2涂膠、烘烤、曝光、顯影參數(shù)涂膠的工藝參數(shù)
次序轉(zhuǎn)速(rpm) 時間(s)
1(低速)3003
2(高速) 120040烘烤工藝參數(shù)
烘烤溫度(°c ) I前烘時間(S)后烘時間(S)^
~120 60 603)制作柵絕緣層。柵絕緣層的沉積工藝在下面會進行詳細討論，薄膜的厚度大概在250nm-300nm，沉積氮化硅的時候，用玻璃條壓住下電極的下部分，防止鍍上氮化硅薄膜，使得Cr電極裸露在外面(可以減少氮化硅刻蝕工藝)。4)制作Cr上電極圖形。上下電極的掩膜版相同，上下電極的掩膜板轉(zhuǎn)動90°。其中制備上電極的工藝參數(shù)如表3所示，同下電極相比，濺射功率使用150W，主要原因是功率越低，Cr原子向SiNx層的滲透程度越輕，SiNx受到的影響越小。表3控濺射制備上電極的工藝條件
真空度I Ar流量I功率(W) 溫度時間厚 [(Pa)(sccm)(°C)(min) (nm)
5 X 10-3 ~60丁5020^ 100MM結(jié)構(gòu)器件如圖2所示，其包括玻璃襯墊，下電極，柵絕緣層，上電極；該下電極呈分離的塊狀等間隔的位于玻璃襯墊的上部，該柵絕緣層覆蓋在整個下電極上，并與玻璃襯墊緊密接觸，該上電極呈分離的塊狀等間隔的位于該柵絕緣層的上部。該分離塊構(gòu)成的對應(yīng)電極對可根據(jù)檢測的需要包含多對，如3對、4對、5對等等，優(yōu)選的，上下電極的分離塊對應(yīng)，同時，上下電極可米用Cr材料。SiNx絕緣層的擊穿場強采用圖3測試電路進行測試。通過改變電壓源的電壓，流過回路電流會發(fā)生變化，通過PA表獲得電流讀數(shù)，定義PA表的電流發(fā)生急劇突變時(一般為2-3個數(shù)量級)所對應(yīng)的電壓為擊穿電壓，根據(jù)公式E = U/d，可求出擊穿場強；SiNx絕緣層的介電性能也是采用MM結(jié)構(gòu)獲得，通過LCR表測出絕緣層的電容，在本實驗中，測試的頻率為IOOkHZ。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進行限制，本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本發(fā)明的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下述步驟 步驟I、玻璃襯底的清洗； 步驟2、制作下電極； 步驟3、制作柵絕緣層； 步驟4、制作上電極圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟I中，先用清洗液洗襯底的表面，用清水沖洗干凈，接著放在丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗30min，此過程重復(fù)一次。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟2中，選用鉻(Cr)作為下電極金屬材料，使用磁控濺射的方法制備；金屬層制作完成后，利用光刻技術(shù)，刻出相對應(yīng)的下電極圖形；Cr的腐蝕液用的是硝酸鈰銨混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟3中，沉積氮化硅的時候，用玻璃條壓住下電極的下部分，防止鍍上氮化硅薄膜，使得Cr電極裸露在外面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟4中，選用鉻(Cr)作為上電極金屬材料，上下電極的掩膜版相同，上下電極的掩膜板轉(zhuǎn)動90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，該柵絕緣層覆蓋在整個下電極上，并與玻璃襯墊緊密接觸，該上電極呈分離的塊狀等間隔的位于該柵絕緣層的上部；上下電極的分離塊--對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)的制造方法。該制造方法，包括下述步驟步驟1、玻璃襯底的清洗；步驟2、制作下電極；步驟3、制作柵絕緣層；步驟4、制作上電極圖形。通過對測試SiNx絕緣層的MIM結(jié)構(gòu)的制造，能夠準確快速的檢測出SiNx絕緣層，以及SiNx絕緣層的介電性能，為薄膜晶體管(TFT)及其柵絕緣層的性能提供了準確工作的依據(jù)。
文檔編號H01L21/02GK102832103SQ201110267139
公開日2012年12月19日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者王彬 申請人:廣東中顯科技有限公司