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Eeprom工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):8581811閱讀:213來源:國知局
Eeprom工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前集成電路逐漸被應(yīng)用到很多領(lǐng)域中,比如計(jì)算機(jī)、通信、工業(yè)控制和消費(fèi)性電子等。集成電路的制造業(yè),已經(jīng)成為和鋼鐵一樣的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
[0003]在集成電路的生產(chǎn)制造過程中,半導(dǎo)體器件包括多個(gè)形成于有源區(qū)上并平行排列的多晶硅柵(Poly),在形成多晶硅柵的工藝中,其刻蝕工藝往往會(huì)有刻蝕殘留的問題存在,其中,在 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)工藝中,多晶硅柵之間的多晶硅殘留會(huì)使得STI (Shallow TrenchIsolat1n,淺溝道隔離)產(chǎn)生凹陷,從而形成凹陷區(qū),凹陷區(qū)的大小會(huì)影響半導(dǎo)體器件的良率。
[0004]如圖1所示,有源區(qū)之間的淺溝道隔離區(qū)002與有源區(qū)之間會(huì)形成凹陷區(qū)001,凹陷區(qū)的存在會(huì)影響有源區(qū)的電性能,從而影響半導(dǎo)體器件的良率。
[0005]目前常用的方法是通過透射電子顯微鏡(TEM Cut)來觀察STI凹陷區(qū),但沒有辦法定量測(cè)量STI凹陷區(qū)的大小。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),可以定量的測(cè)量STI凹陷區(qū)的大小。
[0007]為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型提供了一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),包括:半導(dǎo)體襯底,其中,所述半導(dǎo)體襯底中包括沿兩個(gè)相互垂直的方向形成多個(gè)排列的有源區(qū),所述有源區(qū)之間設(shè)置有淺溝道隔離;
[0008]在所述半導(dǎo)體襯底上方沉積有一多晶硅層,所述有源區(qū)與所述多晶硅層之間沉積有棚氧化物。
[0009]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述多個(gè)排列的有源區(qū)的寬度相同。
[0010]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述多晶硅層上設(shè)置有多個(gè)連接塞。
[0011]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述多個(gè)有源區(qū)在兩個(gè)相互垂直的方向的排列行數(shù)相同。
[0012]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。
[0013]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述淺溝道隔離的材料為氧化物。
[0014]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述氧化物為二氧化硅。
[0015]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述淺溝道隔離的厚度在0.5um?1.0um之間。
[0016]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述柵氧化物的厚度在2nm?1nm之間。
[0017]優(yōu)選的,在上述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,所述多晶娃層的厚度在150nm?300nm之間。
[0018]在本實(shí)用新型提供的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,在電性能測(cè)試過程中可測(cè)得所述柵氧化物的電容,根據(jù)所述柵氧化物的厚度可得所述有源區(qū)的電性面積;然后根據(jù)測(cè)得的有源區(qū)的關(guān)鍵尺寸,可以得出所述有源區(qū)的物理面積,所述有源區(qū)的電性面積與物理面積的比值就可定量的描述淺溝道隔離凹陷區(qū)的大小。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生淺溝道隔離凹陷區(qū)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中淺溝道隔離凹陷區(qū)的剖視示意圖;
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的俯視圖;
[0022]圖4為沿圖3中線A-A’的結(jié)構(gòu)的截面圖;
[0023]圖中:001-淺溝道隔離凹陷區(qū);002_淺溝道隔離;
[0024]101-襯底;102_有源區(qū);103_柵氧化物;104_淺溝道隔離;105_多晶硅層;106-淺溝道隔離凹陷區(qū);107_連接塞。
【具體實(shí)施方式】
[0025]發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)研宄發(fā)現(xiàn),多晶硅柵之間的多晶硅殘留會(huì)使得STI形成凹陷區(qū),由于凹陷區(qū)的存在,使得所述有源區(qū)的電性面積與物理面積不同,因此,只要得到所述有源區(qū)的電性面積與物理面積的大小即可,但是,所述有源區(qū)的與物理面積的大小并不能通過常規(guī)的尺寸測(cè)量的方法測(cè)得。
[0026]發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),對(duì)于所述電性面積可以根據(jù)所述有源區(qū)上的柵氧化物的電容、厚度及其相對(duì)介電常數(shù)即可計(jì)算得出,具體的發(fā)明人提出如圖2所示的結(jié)構(gòu),對(duì)于所述有源區(qū)102與所述淺溝道隔離104之間產(chǎn)生的淺溝道隔離凹陷區(qū)106,可以通過所述有源區(qū)102的電性面積S’與物理面積S的比值來描述。因而在所述半導(dǎo)體襯底101上沉積一多晶硅層105,在進(jìn)行電性能測(cè)試時(shí)即可測(cè)得所述柵氧化物103的電容,從而得到所述有源區(qū)102的所述電性面積S’。而根據(jù)所述有源區(qū)102的寬度、長(zhǎng)度及相應(yīng)的有源區(qū)102行數(shù)和列數(shù)就可計(jì)算出所述有源區(qū)102的物理面積S。
[0027]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的描述。根據(jù)下列描述并結(jié)合權(quán)利要求書,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率,僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0028]本實(shí)用新型提供了一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),如圖3和圖4所示,包括:半導(dǎo)體襯底101,其中,所述半導(dǎo)體襯底中包括沿兩個(gè)相互垂直的方向形成多個(gè)排列的有源區(qū)102,所述有源區(qū)102之間設(shè)置有淺溝道隔離104 ;
[0029]在所述半導(dǎo)體襯底101上方沉積有一多晶硅層105,所述有源區(qū)102與所述多晶硅層105之間沉積有柵氧化物103。
[0030]進(jìn)一步的,沿兩個(gè)相互垂直的方向上形成的所述多個(gè)有源區(qū)102的行數(shù)相同,例如為η行,其中η多2,并且所述多個(gè)排列的有源區(qū)102的寬度相同,在本實(shí)用新型的實(shí)施例中記為W。
[0031]在多晶硅層105上設(shè)置有多個(gè)連接塞107,所述多個(gè)連接塞107為鎢塞。在電性能測(cè)試過程中,電源通過所述多個(gè)連接塞107對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)施加電壓。
[0032]在電性能測(cè)試過程中,測(cè)得所述有源區(qū)102的關(guān)鍵尺寸⑶(Critical Dimens1n)作為所述多個(gè)排列的有源區(qū)102的寬度,即W =⑶。所述有源區(qū)102的寬度在0.15um?
0.3um 之間,例如 0.18um、0.19um、0.24um。
[0033]具體的,所述有源區(qū)102的長(zhǎng)度根據(jù)需要可以自己設(shè)定,記為L(zhǎng)。
[0034]從而可以獲得所述有源區(qū)102的物理面積S:
[0035]S = nWL+nWL-W謂*n*n = nff (2L-ff*n)。
[0036]同時(shí),在電性能測(cè)試過程中,測(cè)得所述柵氧化物103的電容C,以及在形成柵氧化物103時(shí)柵氧化物103的厚度d,在本實(shí)用新型實(shí)施例中,所述柵氧化物103的厚度d在2nm?1nm之間,例如3nm、5nm、9nm。而對(duì)于具體的柵氧化物103,其相對(duì)介電常數(shù)§為一常數(shù),由以下公式可以確定所述有源區(qū)102的電性面積S,:
[0037]S,= C*d/ §。
[0038]進(jìn)一步的,根據(jù)所述有源區(qū)102的電性面積與物理面積的比值R來描述所述淺溝道隔離凹陷區(qū)的大小:
[0039]R = S,/S。
[0040]優(yōu)選的,在本實(shí)用新型實(shí)施例中,如圖2所示,所述半導(dǎo)體襯底101為硅襯底,還可以為鍺襯底等半導(dǎo)體材料的襯底,并且所述有源區(qū)之間的淺溝道隔離用氧化物填充,具體的,所述氧化物為二氧化硅104。
[0041]具體的,所述淺溝道隔離二氧化硅層104的厚度在0.5um?1.0um之間,例如,
0.7um、0.9um0
[0042]進(jìn)一步的,在所述有源區(qū)102上方沉積的所述多晶硅層105的厚度在150nm?300nm 之間,例如 200nm、240nm、280nm。
[0043]綜上,在本實(shí)用新型提供的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中,在電性能測(cè)試過程中可測(cè)得所述柵氧化物的電容,根據(jù)所述柵氧化物的厚度可得所述有源區(qū)的電性面積;然后根據(jù)測(cè)得的有源區(qū)的關(guān)鍵尺寸,可以得出所述有源區(qū)的物理面積,所述有源區(qū)的電性面積與物理面積的比值就可定量的描述淺溝道隔離凹陷區(qū)的大小。
[0044]上述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不對(duì)本實(shí)用新型起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi),對(duì)本實(shí)用新型揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng),均屬未脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的內(nèi)容,仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,包括: 半導(dǎo)體襯底,其中,所述半導(dǎo)體襯底中包括沿兩個(gè)相互垂直的方向形成多個(gè)排列的有源區(qū),所述有源區(qū)之間設(shè)置有淺溝道隔離; 在所述半導(dǎo)體襯底上方沉積有一多晶硅層,所述有源區(qū)與所述多晶硅層之間沉積有柵氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個(gè)排列的有源區(qū)的寬度相同。
3.如權(quán)利要求2所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個(gè)有源區(qū)的在兩個(gè)相互垂直的方向的排列行數(shù)相同。
4.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多晶硅層上設(shè)置有多個(gè)連接塞。
5.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底。
6.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述淺溝道隔離的材料為氧化物。
7.如權(quán)利要求6所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述氧化物為二氧化硅。
8.如權(quán)利要求7所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述淺溝道隔離的厚度在0.5um?1.0um之間。
9.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述柵氧化物的厚度在2nm?1nm之間。
10.如權(quán)利要求1所述的EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多晶娃層的厚度在150nm?300nm之間。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種EEPROM工藝中淺溝道隔離凹陷區(qū)的定量監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),包括:半導(dǎo)體襯底,其中,所述半導(dǎo)體襯底中包括沿兩個(gè)相互垂直的方向形成多個(gè)排列的有源區(qū),所述有源區(qū)之間設(shè)置有淺溝道隔離;在所述半導(dǎo)體襯底上方沉積有一多晶硅層,所述有源區(qū)與所述多晶硅層之間沉積有柵氧化物。在電性能測(cè)試過程中可測(cè)得所述柵氧化物的電容,根據(jù)所述柵氧化物的厚度可得所述有源區(qū)的電性面積;然后根據(jù)測(cè)得的有源區(qū)的關(guān)鍵尺寸,可以得出所述有源區(qū)的物理面積,所述有源區(qū)的電性面積與物理面積的比值就可定量的描述淺溝道隔離凹陷區(qū)的大小。
【IPC分類】H01L23-544
【公開號(hào)】CN204289435
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520007852
【發(fā)明人】張學(xué)海, 李俊, 邵長(zhǎng)樂
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日
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