一種判斷體鐵測試值可信度的方法
2023-10-04 04:17:09
一種判斷體鐵測試值可信度的方法
【專利摘要】本發明提供了一種判斷體鐵測試值可信度的方法，涉及半導體晶片工藝【技術領域】，本發明是在對比待測矽片光照前、後少子擴散長度判斷出其體鐵值可信度的基礎上，進一步通過比對可信矽片體鐵值與光照前、後少子的擴散長度的相關係數與待測矽片體鐵值與光照前、後少子的擴散長度的相關係數的數值差，進而判斷出待測矽片的體鐵值的可信度，本發明可以有效的判斷出體鐵值的可信度，為分析工藝數據提供可信的實驗數據，加快優化工藝參數的速率。
【專利說明】—種判斷體鐵測試值可信度的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬半導體矽片工藝【技術領域】，具體為一種判斷體鐵測試值可信度的方法。【背景技術】
[0002]隨著IC工業的發展，對矽材料的質量提出了越來越高的要求。矽單晶中的非平衡少數載流子壽命(少子壽命)是一個被關注的表徵材抖性能的重要物理參數。影響少子壽命的主要因素之一是金屬沾汙。因為金屬雜質可以通過熱過程從矽片的表面擴散進內部，並成為非常有效的複合中心，大大促進載流子的複合，降低矽片壽命，進而影響器件的性能和可靠性。
[0003]在集成電路晶片的製造過程中矽片需通過多道工序處理，每道工序前、後需對該工藝可能產生變化的矽片的重要參數進行測試。在熱處理、外延以及CVD等工藝等過程中對金屬沾汙需要嚴格控制。用來衡量矽片的金屬沾汙程度的主要參數有表面金屬濃度和體鐵濃度。目前高精度測試矽片體鐵濃度的主要方法是表面光電壓法(SPV)法，表面光電壓法(SPV)法是一種非破壞性可全片掃描測量矽拋光片少數載流子擴散長度及體內鐵雜質含量的測試方法。在常溫下，P型矽中的帶正電的間隙原子Fe易和帶負電位於替位位置上的B原子形成鐵硼對。但鐵硼對在波長大於0.7um的近紅外光照射下易分解。
[0004]SPV原理是以不同波長的雷射照射矽片將矽片中的鐵硼對分解產生鐵離子，產生的鐵離子與矽片中的少子(電子)結合，通過測量光照前、後矽片中少子的擴散長度即可計算出矽片中鐵硼對的數量，進而推算出矽片中單位體積內鐵元素的含量，計算公式如下:
[0005]NFe (atoms/cm3) = 1.05 X IO16(I/Lgfter — I/L^efore )
[0006]其中，NFe為體鐵值，Lafter為光照後少子的擴散長度，Lbefore為光照前少子的擴散長度。
[0007]但SPV法是間接測試矽片中體鐵濃度，在測試過程中容易受到矽片形變導致的應力、氧施主、表面氧化層的厚度等多種因素的影響，因此需對測試值的可信度進行評估。目前判斷用SPV法測試所得體鐵值的可信度主要依據是對比光照前的少子擴散長度是否大於光照後少子的擴散長度，但是經過大量實驗驗證當光照前少子的擴散長度大於光照後少子的擴散長度時其體鐵測試值有時也不可信。
[0008]因此，提供一種判斷體鐵值的可信度的方法成為本領域技術人員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0009]針對現有技術的不足之處，本發明的目的是提供一種判斷體鐵值的可信度的方法，為分析工藝數據提供可信的實驗數據，進而可以加快優化工藝參數的速率。
[0010]本發明目的通過下述技術方案來實現:
[0011]本發明提供一種判斷體鐵測試值可信度的方法，包括以下步驟:
[0012]S1、選取 一組可信矽片，採用SPV法分別測量該組矽片光照前少子的擴散長度Uefore1、Uefore2...LbeforeIl、光照後少子的擴散長度Lafterl、Lafter2*..Lafter^.後，計算出可信矽片
的體鐵值 NFel、NFe2?"NFen ；
[0013]S2、計算SI可信矽片組的體鐵值與光照前擴散長度的相關係數Rb及體鐵值與光照後擴散長度的相關係數Ra;
[0014]S3、提供待測單枚矽片，採用SPV法測量待測矽片光照前少子的擴散長度Lbefore(n+1)和光照後少子的擴散長度Lafte(n+1)，如待測矽片光照前少子的擴散長度小於光照後少子的擴散長度，則判斷體鐵值不可信，如待測矽片光照前少子的擴散長度大於光照後少子的擴散長度，則判斷體鐵值可信並進一步計算出待測矽片的體鐵值NFe (n+1)；
[0015]S4、將S3中待測單枚矽片放入SI可信矽片組中，計算該組矽片的體鐵值與光照前擴散長度的相關係數V 該組矽片的體鐵值與光照後擴散長度的相關係數R, a；
[0016]S5、比對S2中Rb和S4中R' b的數值及比對S2中Ra和S4中R' a的數值，如Rb和V b之間的數值越接近且Ra和V a的數值越接近則判斷該待測矽片的體鐵值可信度越高，反之，則判斷該待測矽片的體鐵值可信度越低。
[0017]優選的，所述步驟S2中Rb的計算公式為:
【權利要求】
1.一種判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51、選取一組可信矽片，採用SPV法分別測量該組矽片光照前少子的擴散長度Lbrf_l、Uefore2...LbeforeIl、光照後少子的擴散長度Laftw 1、Lafter2...LafterIl後,計算出可信娃片的體鐵值NFel、NFe2...NFen ； 52、計算SI可信矽片組的體鐵值與光照前擴散長度的相關係數Rb及體鐵值與光照後擴散長度的相關係數Ra; 53、提供待測單枚矽片，採用SPV法測量待測矽片光照前少子的擴散長度Lbrf_(n+1)和光照後少子的擴散長度Laftw (n+1)，如待測矽片光照前少子的擴散長度小於光照後少子的擴散長度，則判斷體鐵值不可信，如待測矽片光照前少子的擴散長度大於光照後少子的擴散長度，則判斷體鐵值可信並進一步計算出待測矽片的體鐵值NFe(n+l)； 54、將S3中待測單枚矽片放入SI可信矽片組中，計算該組矽片的體鐵值與光照前擴散長度的相關係數R, 該組矽片的體鐵值與光照後擴散長度的相關係數R, a； 55、比對S2中Rb和S4中R'b的數值及比對S2中艮和S4中R' a的數值，如Rb和Ri b之間的數值越接近且Ra和V 3的數值越接近則判斷該待測矽片的體鐵值可信度越高，反之，則判斷該待測矽片的體鐵值可信度越低。
2.根據權利要求1所述的判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，所述步驟S2中Rb的計算公式為:
3.根據權利要求2所述的判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，所述可信矽片組的
4.根據權利要求1所述的判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，所述步驟S4中R' b的計算公式為:
5.根據權利要求4所述的判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，所述待測單枚矽片放入可信矽片組中的N;的計算公式為:
6.根據權利要求1所述的判斷體鐵測試值可信度的方法，其特徵在於，所述步驟SI中採用SPV法測量體鐵值NFe的計算公式為:
【文檔編號】G01N13/00GK103983540SQ201410200552
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】劉耀琴, 王艾, 周文飛, 王建勳 申請人:北京七星華創電子股份有限公司