專利名稱：一種超結高壓功率mosfet器件摻雜結構的染色分析方法
技術領域：
本發明涉及一種MOSFET器件摻雜結構的結深分析方法，特別涉及一種超結高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析方法。
背景技術：
所謂“超結”(Super Junction)的結構是指建立在POWER MOSFET技術基礎上的高壓功率器件結構，如圖1所示。這是因為MOSFET器件如果按照“超結”原理設計，則可實現低于硅半導體材料自身最低電阻的特征導通電阻。超結器件的導通電阻與擊穿電壓呈線性而非二次函數關系，使得超結技術非常適用于高壓功率MOSFET器件。國際學術界，Coe(D J Coe U. S 專利編號 Patent 4 754 310，High Voltage Semiconductor Device[P] 1988)首先提出了一種對標準功率MOSFET結構的改進，如圖2 所示，把體區用漂移區交錯隔斷。當在漏極上加上相對于源極的反向偏置的時候，體區和漂移區都會耗盡。讓體區和漂移區同時耗盡的方法是選擇這些層中的電荷，使之彼此平衡。實驗表明從結構上看，漂移層(Drift)的高寬比非常重要。漂移層的高寬比指的是漂移層的厚度與其寬度的比在擊穿電壓為250V時，漂移層的高寬比應為4或7。在擊穿電壓為250V時，高寬比為7時的性能比高寬比為4時的性能好1. 5倍。在高寬比為4時， 很容易實現比常規DM0SFET低50%的導通電阻。根據現有技術可以得知，采用不同的摻雜工藝，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，在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結。由于摻雜類型和摻雜濃度存在差異，PN結存在一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) 0在工藝過程中如果需要對超結“Super Junction”的高功率MOSFET器件的摻雜結構的“結深”進行工藝監控(如計算漂移區“Drift”的高寬比等目的)，就要借助一定的技術手段來獲取“結深” fn息ο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，使用結染色液的原理是，由于不同雜質摻雜濃度區域的硅Silicon被結染色液腐蝕的速率存在差異，雜質濃度高的區域被結染色液刻蝕速率快；而雜質濃度低的區域被結染色液刻蝕速率慢，所以可以在截面上顯現出界線，用掃描電子顯微鏡進行直接測量。從而測量出超結 "Super Junction”的高壓功率MOSFET器件的包括“漂移區(Drift)”、“源區(Source)”、 “體區(Body) ”等所有的摻雜結深信息。但現有染色的方法可能出現多個區顯現時間不一致，導致無法及時獲得某些部分結構的結深信息以及多個區域結深信息不能在同一張照片中顯示的問題，因此需要-種新的染色方法來進行超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析。
發明內容
為解決現有結深染色分析方法不能及時獲得某些部分結構的結深信息以及多個區域結深信息不能在同一張照片中顯示的問題，本發明提供以下技術方案一種超結高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析方法，包括以下步驟A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進行超結的高壓功率 MOSFET器件摻雜結構的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進行截面觀察經過染色的超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構區，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關摻雜結構的結深。作為本發明的一種優選方案，所述步驟B中將樣品從結染色液中取出，不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈。本發明有如下優點通過該種針對超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構的PN結染色液配方，以后再進行該同種超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構結深確認只需使用得出的最佳經驗值來獲取即可，既快速又經濟，所有摻雜結構的結深可以在一張圖片中獲得。
圖1超結的功率MOSFET器件摻雜結構原理圖；圖2Coe提出的對標準功率MOSFET結構的改進，即現有超結的結構；圖3本發明方法染色的超結的高壓功率MOSFET器件的源區和體區上部分的染色效果圖；圖4本發明方法染色的超結的高壓功率MOSFET器件的漂移區和體區下部分的染色效果圖。
具體實施例方式下面對該工藝實施例作詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。本實施例為針對某種600V高壓的超結的高壓功率MOSFET器件芯片的染色試驗， 其具體操作步驟如下A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進行超結的高壓功率 MOSFET器件摻雜結構的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結染色液中10秒鐘后取出，取出過程中不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈；C、使用掃描電子顯微鏡進行截面觀察經過染色的超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構區，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關摻雜結構的結深。如圖3本發明方法染色的超結的高壓功率MOSFET器件的源區和體區上部分的染色效果圖和圖4本發明方法染色的超結的高壓功率MOSFET器件的漂移區和體區下部分的染色效果圖所示，為經過本發明方法得到的染色效果圖。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
之一，但本發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明所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發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
1.一種超結高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析方法，其特征在于該方法包括以下步驟A、按照體積比HF HNO3 CH3COOH = 1 20 8的比例進行超結的高壓功率MOSFET 器件摻雜結構的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進行截面觀察經過染色的超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構區，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關摻雜結構的結深。
2.根據權利要求1所述的一種超結高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析方法， 其特征在于所述步驟B中將樣品從結染色液中取出，不觸碰任何物體，確保器件截面的干凈。
全文摘要
本發明提供了一種超結高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色分析方法，包括以下步驟A、按照體積比HF∶HNO3∶CH3COOH＝1∶20∶8的比例進行超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構的染色液配制；B、把金相切片好的樣品，浸泡入配置好的結染色液中10秒鐘后取出；C、使用掃描電子顯微鏡進行截面觀察經過染色的超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構區，拍下掃描電子顯微鏡的掃描照片，并測量相關摻雜結構的結深。本發明通過該種針對超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構的PN結進行染色分析，以后再進行該同種超結的高壓功率MOSFET器件摻雜結構結深確認只需使用得出的最佳經驗值來獲取即可，既快速又經濟。
文檔編號G01N23/22GK102435627SQ20111025159
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者張濤 申請人:上海華碧檢測技術有限公司