本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種功率器件單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的結(jié)深測(cè)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(jié)染色液中6秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對(duì)上述浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察，并測(cè)量單元區(qū)結(jié)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(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液中30秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對(duì)上述浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察，并測(cè)量保護(hù)環(huán)結(jié)的深度。本發(fā)明專利技術(shù)通過對(duì)單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)分別使用適合的結(jié)染色液，得到精確的結(jié)深值；使用染色液進(jìn)行結(jié)深測(cè)量，即快速又經(jīng)濟(jì)，且單元區(qū)的源結(jié)和體結(jié)在一張照片中獲得。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種功率器件PN結(jié)的結(jié)深測(cè)量方法，特別涉及一種通過使用不同染色液分別對(duì)功率器件的単元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)的PN結(jié)的結(jié)深進(jìn)行測(cè)量的方法。
技術(shù)介紹
采用不同的摻雜エ藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)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(jié)。由于摻雜類型和摻雜濃度存在差異，PN結(jié)存在ー個(gè)雜質(zhì)濃度的過渡界面，即我們說的“結(jié)”(Junction)，而它的深度我們稱之為“結(jié)深”(Junction Depth)。在エ藝過程中如果想對(duì)功率器件的単元區(qū)的“結(jié)深”以及周邊保護(hù)環(huán)(Guard ring)的“結(jié)深”進(jìn)行エ藝監(jiān)控，就要借助一定的技術(shù)手段來獲取”結(jié)深”的信息。一般人可能最開始想到的是二次離子質(zhì)譜儀，的確二次離子質(zhì)譜儀的二次離子強(qiáng) 度經(jīng)過轉(zhuǎn)換可得到元素的濃度，而離子轟擊時(shí)間，可轉(zhuǎn)換成雜質(zhì)分布深度。所以可以對(duì)PN結(jié)深進(jìn)行測(cè)量，得到非常精確的深度值。但是一般二次離子質(zhì)譜儀對(duì)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(duì)單元區(qū)的ー個(gè)單元,面積肯定達(dá)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(jìn)行PN結(jié)深度檢測(cè)，精確度肯定會(huì)下降。(論文引自二次離子質(zhì)譜的深度分辨本領(lǐng)，朱怡崢，桂東，陳嬪，馬農(nóng)農(nóng)，韓象明，查良鎮(zhèn)，信息產(chǎn)業(yè)部電子第四十六研究院，天津300192，TN304, A)當(dāng)然使用結(jié)染色的化學(xué)腐蝕方法是最便捷、成本最低的途徑，進(jìn)行結(jié)深的確認(rèn)，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(jié)染色液，由于不同雜質(zhì)摻雜濃度區(qū)域的硅被結(jié)染色液腐蝕的速率存在差異，雜質(zhì)濃度高的區(qū)域被結(jié)染色液刻蝕速率快；而雜質(zhì)濃度低的區(qū)域被結(jié)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(jìn)行直接測(cè)量。但該方法應(yīng)用在功率器件的単元區(qū)時(shí)，發(fā)現(xiàn)效果并不理想，對(duì)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(jié)染色液的方法，雖然結(jié)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(gè)數(shù)量級(jí))，很可能出現(xiàn)當(dāng)輕摻雜區(qū)(E14)顯現(xiàn)出來時(shí)，重?fù)诫s區(qū)(E15)已經(jīng)擴(kuò)散消失了，只能短時(shí)間染出重?fù)诫s區(qū)，長時(shí)間染出輕摻雜區(qū)，無法在一次染色中，全部完成對(duì)輕、重?fù)诫s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)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有功率器件単元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的二次離子質(zhì)譜儀測(cè)量精度低和染色方法測(cè)量效果不理想的問題，本專利技術(shù)提出以下技術(shù)方案一種功率器件単元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的結(jié)深測(cè)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(jìn)行單元區(qū)結(jié)染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入?yún)g元區(qū)結(jié)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(duì)步驟B中浸泡過的金相切片進(jìn)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(cè)量出単元區(qū)的源結(jié)和體結(jié)的深度；D、按照體積比HF HNO3 = I 100進(jìn)行保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液配制；E、另取一片金相切片好的樣品，浸泡入保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)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(duì)步驟E中浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察保護(hù)環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，并測(cè)量出保護(hù)環(huán)結(jié)的深度。本專利技術(shù)帶來的有益效果是I、通過對(duì)單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)分別使用適合的結(jié)染色液，得到精確的結(jié)深值；2、使用染色液進(jìn)行結(jié)深測(cè)量，即快速又經(jīng)濟(jì)，且單元區(qū)的源結(jié)和體結(jié)可以在ー張照片中獲得；3、染色液結(jié)深測(cè)量可獲得染色液配方的經(jīng)驗(yàn)值，為以后功率器件単元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)的PN結(jié)的結(jié)深測(cè)量提供了方便，節(jié)省了大量的分析時(shí)間和分析成本。具體實(shí)施例方式下面對(duì)本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本專利技術(shù)的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。本實(shí)施例的樣品為75V的功率開關(guān)芯片，其具體測(cè)量步驟如下A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = I 20 5的比例進(jìn)行單元區(qū)結(jié)染色液配制；B、把金相切片好的開關(guān)芯片，浸泡入?yún)g元區(qū)結(jié)染色液中6秒鐘后取出，在取出過程中，該開關(guān)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(duì)步驟B中浸泡過的開關(guān)芯片進(jìn)行截面觀察單元區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡掃描的照片，測(cè)量出単元區(qū)的源結(jié)深度為252. 5nm，體結(jié)深度為1193nm ；D、按照體積比HF HNO3 = I 100進(jìn)行保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液配制；E、另取一片金相切片好的開關(guān)芯片，浸泡入保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液中30秒鐘后取出，在取出過程中，該開關(guān)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(duì)步驟E中浸泡過的開關(guān)芯片進(jìn)行截面觀察保護(hù)環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，測(cè)量出保護(hù)環(huán)結(jié)的深度為3. 834nm。以上所述，僅為本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本專利技術(shù)所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本專利技術(shù)的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種功率器件単元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的結(jié)深測(cè)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(jìn)行單元區(qū)結(jié)染色液配制； B、把金相切片好的樣品，浸泡入?yún)g元區(qū)結(jié)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(duì)步驟B中浸泡過的金相切片進(jìn)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(cè)量出単 元區(qū)的源結(jié)和體結(jié)的深度； D、按照體積比HF HNO3 = I 100進(jìn)行保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液配制； E、另取一片金相切片好的樣品，浸泡入保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)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(duì)步驟E中浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察保護(hù)環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，并測(cè)量保護(hù)環(huán)結(jié)的深度。全文摘要本專利技術(shù)提供了一種功率器件單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的結(jié)深測(cè)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(jié)染色液中6秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對(duì)上述浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察，并測(cè)量單元區(qū)結(jié)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(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液中30秒鐘后取出；使用掃描電子顯微鏡對(duì)上述浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察，并測(cè)量保護(hù)環(huán)結(jié)的深度。本專利技術(shù)通過對(duì)單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)分別使用適合的結(jié)染色液，得到精確的結(jié)深值本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種功率器件單元區(qū)和保護(hù)環(huán)區(qū)PN結(jié)的結(jié)深測(cè)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＝1∶20∶5的比例進(jìn)行單元區(qū)結(jié)染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入單元區(qū)結(jié)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(duì)步驟B中浸泡過的金相切片進(jìn)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(cè)量出單元區(qū)的源結(jié)和體結(jié)的深度；D、按照體積比HF∶HNO3＝1∶100進(jìn)行保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)染色液配制；E、另取一片金相切片好的樣品，浸泡入保護(hù)環(huán)區(qū)結(jié)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(duì)步驟E中浸泡過的金相切片進(jìn)行截面觀察保護(hù)環(huán)區(qū)，拍下掃描電子顯微鏡的照片，并測(cè)量保護(hù)環(huán)結(jié)的深度。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華碧檢測(cè)技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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