專利名稱：檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法
技術領域：
本發明屬于半導體領域，涉及一種檢測離子擴散能力的方法，尤其涉及一種檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法。
背景技術：
半導體器件井區的優劣對半導體器件起到關鍵作用，當器件做到55nm以下時，對井區的控制尤其重要。有很多因素會對半導體器件的井區產生影響，如注入離子的劑量，深度，角度，以及離子自身擴散等。而由于缺少對離子自身擴散能力的有效評估方法，所以難以控制其對器件的影響。 注入到井區的離子，在后續晶格修復熱退火過程中，會沿著被破壞的晶格擴散，且大多為橫向擴散。而離子的橫向擴散對器件性能危害很大，比如N型井區的離子在熱作用下擴散到P型井區，會嚴重影響NM0SFET器件的性能。其離子擴散區域將會與PM0SFET產生漏電。目前針對井區不同離子濃度條件下的離子的橫向擴散，大多通過晶圓驗收測試(wafer acceptance test, WAT)以及電性測試進行，由于后續的諸多制程均會對WAT以及電性測試結果產生影響，很難精確測定其橫向擴散能力，而且加長了制程循環時間。因此本領域的技術人員致力于開發一種能有效檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法。
發明內容
鑒于上述現有技術中的問題，本發明所要解決的技術問題是現有的技術缺乏有效檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法。本發明的一種檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，包括以下步驟
步驟1，建立測試模塊，所述模塊上的活動區包括由淺溝道隔離隔開的P井區和N井
區；
步驟2，模擬制程結構，設置井區的鎢連接孔；
步驟3，進行離子注入，且只進行所述P井區或N井區的不同濃度離子注入；
步驟4，對測試模塊進行掃描，得到鎢連接孔的明暗圖。在發明的一個較佳實施方式中，所述活動區的大小為20umx50um。在發明的另一較佳實施方式中，所述淺溝道隔離的底部寬度為16(T250nm。在發明的另一較佳實施方式中，所述步驟3中只進行所述N井區不同濃度離子注入，如果所述步驟4中NM0SFET的鎢連接孔明亮則離子擴散到N井區；如果所述步驟4中NM0SFET的鎢連接孔灰暗則離子未擴散到N井區。在發明的另一較佳實施方式中，所述步驟4中應用電子束缺陷掃描儀對測試模塊進行掃描。
在發明的另一較佳實施方式中，還包括步驟5，將淺溝道隔離的底部寬度與所述鎢連接孔的明暗圖進行比較從而得到離子的擴散能力。本發明通過建立測試模塊，模擬實際制程中器件結構，并根據所需調整注入離子的條件。然后應用電子束缺陷掃描儀進行檢查，根據測試模塊與掃描結果測算井區離子的橫向擴散能力，有效測算不同離子濃度條件下井區離子的橫向擴散能力，為半導體器件制程提供有力支持。本發明是方法簡便易行。
圖I是本發明的實施例的流程圖；
圖2a是未受到N井區離子擴散影響的鎢連接孔亮度示意 圖2b是為受N井區離子擴散影響的鎢連接孔亮度示意圖。
具體實施例方式在本發明的實施例的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法中，包括以下步驟
步驟1，建立測試模塊。在模塊上劃分出不同組別一定面積的活動區(AA)，比如大小為20umx50um。在這些AA上，間隔劃分P井區與N井區，P井與N井之間由淺溝道隔離(STI)隔開，將STI的底部寬度在實際制程基礎上做不同窗口。比如假設實際STI寬度為250nm，那么可以分別做160至250的等分的十個窗口，比如假設實際STI寬度為Y nm,那么可以分別做Y-40至Y+50的等分的窗口。此種測試模塊可以根據需要鋪設在晶圓上。確定其他條件前提下，改變想要測算井區離子注入的條件。步驟2，模擬實際制程結構，設置井區的鎢連接孔，并進行適當簡化。比如簡化成主要有P井區和N井區組成的器件分布與結構。將結構進行簡化的目的是去除其他因素的干擾。步驟3，根據需要調整井區離子注入條件。如需要檢測N井離子不同濃度條件下的擴散情況，將P井區省略離子注入，N井區注入不同濃度的離子。步驟4，應用電子束缺陷掃描儀進行檢查。當制程跑到鎢連接孔時，應用電子束缺陷掃描儀(E-beam)對測試模塊進行掃描。如圖2a和2b中所示，其中I為N井區，11為N井區的鎢連接孔，2為淺溝道隔離，3為P井區，31為P井區的鎢連接孔。正常情況下，如圖2a中所示，NM0SFET的鎢連接孔31在E-beam正負載條件下為灰暗，而PM0SFET的鎢連接孔11為明亮，但是如果P井離子擴散到N井區域，如圖2b中所示，則會是NM0SFET的鎢連接孔31產生漏電(Leakage)而變為明亮。步驟5，根據由于這種變化，并結合步驟I安排的STI底部寬度就可以最終得到不同離子濃度條件下N井區離子橫向擴散的能力。本發明的實施例通過建立測試模塊，模擬實際制程中器件結構，并根據所需調整注入離子的條件。然后應用電子束缺陷掃描儀進行檢查，根據測試模塊與掃描結果測算井區離子的橫向擴散能力，從而可以有效檢測井區注入離子橫向擴散能力隨離子濃度變化的有效方法，進而為制程窗口優化與在線監控的提供方法論，為半導體在線制造與良率提升提供保障。本發明是方法簡便易行。
本方法可以應用于井區離子注入離子濃度條件的窗口，從而優化器件性能。測算優化后的器件的leakage問題是否得到了有效解決。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范 圍內。
權利要求
1.一種檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，建立測試模塊，所述模塊上的活動區包括由淺溝道隔離隔開的P井區和N井區； 步驟2，模擬制程結構，設置井區的鎢連接孔； 步驟3，進行離子注入，且只進行所述P井區或N井區的不同濃度離子注入； 步驟4，對測試模塊進行掃描，得到鎢連接孔的明暗圖。
2.如權利要求I所述的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，所述活動區的大小為20umx50um。
3.如權利要求2所述的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，所述淺溝道隔離的底部寬度為16(T250nm。
4.如權利要求I所述的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，所述步驟3中只進行所述N井區不同濃度離子注入，如果所述步驟4中NMOSFET的鎢連接孔明亮則離子擴散到N井區；如果所述步驟4中NMOSFET的鎢連接孔灰暗則離子未擴散到N井區。
5.如權利要求I所述的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，所述步驟4中應用電子束缺陷掃描儀對測試模塊進行掃描。
6.如權利要求I所述的檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，其特征在于，還包括步驟5，將淺溝道隔離的底部寬度與所述鎢連接孔的明暗圖進行比較從而得到離子的擴散能力。
全文摘要
本發明的一種檢測井區注入離子在不同濃度條件下擴散能力的方法，包括以下步驟步驟1，建立測試模塊，所述模塊上的活動區包括由淺溝道隔離隔開的P井區和N井區；步驟2，模擬制程結構，設置井區的鎢連接孔；步驟3，進行離子注入，且只進行所述P井區或N井區的不同濃度離子注入；步驟4，對測試模塊進行掃描，得到鎢連接孔的明暗圖。本發明為半導體器件的井區優化提供參考，為良率提升提供了保障，且方法簡便易行。
文檔編號H01L21/66GK102768968SQ20121022580
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者倪棋梁, 王愷, 范榮偉, 陳宏璘, 龍吟 申請人:上海華力微電子有限公司