CN107706122A - 一种退火工艺的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种退火工艺的检测方法，属于半导体制造技术领域包括以下步骤：包括以下步骤：步骤S1、提供一半导体基底；步骤S2、对所述半导体基底进行离子注入；步骤S3、于所述半导体基底上生长一层氧化膜；步骤S4、对所述半导体基底进行退火；步骤S5、测量退火后的所述半导体基底的电学参数。上述技术方案的有益效果是：离子注入之后在晶片的表面生长一层氧化膜，避免出现离子在退火过程中因高温而逸出晶片导致的晶片表面电阻偏高的现象，从而提高退火工艺检测的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种退火工艺的检测方法。
背景技术
往半导体中注入杂质离子时，高能量的入射离子会与半导体晶格上的原子碰撞，使一些晶格原子发生位移，结果造成大量的空位，将使得注入区中的原子排列混乱或者变成为非晶区，所以在离子注入以后必须把半导体放在一定的温度下进行退火，以恢复晶体的结构和消除缺陷。同时，退火还有激活施主和受主杂质的功能，即把有些处于间隙位置的杂质原子通过退火而让它们进入替代位置。杂质的激活与时间和温度有关，时间越长，温度越高，杂质的激活越充分。
随着，半导体器件尺寸的减小，离子注入的精确越来越难控制，从而需要利用退火来对离子注入进行调整，尤其在65nm以下工艺中利用退火对离子注入进行再扩散变的非常重要。然而，退火温度和时间的不同，对器件的影响很大，因此在半导体制造中需要对退火进行测试。
现有技术中，对退火工艺的检测方法主要是将一些离子注入到一块晶片上，再进行退火，然后测量晶片表面电阻，以电阻来反映退火温度。为提高用于检测的晶片的循环利用次数，通常在离子注入时使用浅层注入，由于浅层注入的离子距离晶片表面很近，在退火过程中高温会使部分离子逸出晶片，晶片内实际留存的离子偏少，晶片表面电阻偏高，从而导致测量结果偏高，不利于对退火工艺的控制。
发明内容
根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种退火工艺的检测方法，旨在现有技术中，在退火过程中离子因高温逸出晶片，使得晶片内实际留存的离子偏少，晶片表面电阻偏高，从而导致测量结果偏高的问题。本发明采用如下技术方案：
一种退火工艺的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一半导体基底；
步骤S2、对所述半导体基底进行离子注入；
步骤S3、于所述半导体基底上生长一层氧化膜；
步骤S4、对所述半导体基底进行退火；
步骤S5、测量退火后的所述半导体基底的电学参数。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述步骤S2中所述离子注入为浅层离子注入。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述离子注入的离子为硼离子。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述氧化膜的生长方式为化学气相沉积。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述氧化膜的材料为硅的氧化物。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述氧化膜的厚度为50埃。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述退火为快速热退火。
较佳的，上述退火工艺的检测方法中，所述电学参数包括经过离子注入和退火的所述半导体基底的电阻。
上述技术方案的有益效果是：离子注入之后在晶片的表面生长一层氧化膜，避免出现离子在退火过程中因高温而逸出晶片导致的晶片表面电阻偏高的现象，从而提高退火工艺检测的准确率。
附图说明
图1是本发明的较佳的实施例中，一种退火工艺检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的较佳的实施例中，如图1所示，提供一种退火工艺的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一半导体基底；
步骤S2、对半导体基底进行离子注入；
步骤S3、于半导体基底上生长一层氧化膜；
步骤S4、对半导体基底进行退火；
步骤S5、测量退火后的半导体基底的电学参数。
本发明的较佳的实施例中，步骤S2中的离子注入为浅层离子注入，其中离子注入的深度为0.3～0.5um。
本实施例中，半导体基底可以是单晶、多晶或者非晶结构的硅或硅锗(SiGe)，也可以是绝缘体上硅(SOI)，或者还可以包括其它的材料，例如锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓。在一具体实现中半导体基底为硅片的裸片，在进入离子注入前，需要对半导体基底进行清洗，以去除其表面的杂质。
上述技术方案中，通过对半导体基底进行浅层离子注入，其中离子注入的深度为0.3～0.5um，使当前测试完成后，对半导体基底进行回收再利用时，对半导体基底需要磨去的部分深度浅，有利于提高半导体基底的循环利用的次数，节省成本。对于浅层离子注入，使得离子在退火过程中因高温而逸出半导体基底，而使实测电阻偏高的问题，本实施例中，在离子注入后在半导体基底的表面生长一层氧化膜，阻止离子从半导体基底中逸出，使得退火后半导体基底内的离子数与注入的数目相等，从而避免出现离子在退火过程中因高温而逸出晶片导致的晶片表面电阻偏高的现象，进而提高退火工艺检测的准确率。
本发明的较佳的实施例中，离子注入的离子为硼离子。
本发明的较佳的实施例中，氧化膜的生长方式为化学气相沉积。
本实用例中，由于在离子注入后在半导体基底上生长氧化膜，为避免生长氧化膜时离子从半导体基底中逸出，在生长氧化膜时半导体基底不能受热，因此使用化学气相沉积的方式在注入离子后的半导体基底上生长氧化膜。
本发明的较佳的实施例中，氧化膜的材料为硅的氧化物。
本发明的较佳的实施例中，氧化膜的厚度为50埃。
本实施例中，氧化膜的材料为硅的氧化物，例如可以是氧化硅(SiO2)或氮氧化硅(SiON)。虽然在此描述了氧化膜的材料的少数示例，但是氧化膜可以由其它材料形成。
本发明的较佳的实施例中，退火为快速热退火。
本实施例中，退火的操作具体为，将离子注入后的所有半导体基底放入反应室内进行退火。优选为，快速热退火，退火温度为1070℃。在退火过程中，半导体基底表面的硼逐渐向内部扩散。因为该步骤的目的获得退火温度与退火后的半导体器件的电学参数的关系，例如在某一温度下退火后对离子注入后的半导体基底内的电阻的影响，因此该退火温度可以根据需要进行调整，例如退火温度可以是1025℃、1050℃、1075℃、1100℃。
本发明较佳的实施例中，步骤S5中测量退火后的半导体基底的电学参数，上述电学参数包括经过离子注入和退火的半导体基底的电阻。
测量过程为，利用探针对半导体基底内某一深度范围内的体电阻进行测量。另外，也可以对半导体基底的其他参数进行测量，例如测量半导体基底内的某一深度的硼离子浓度，或者测量后续形成的晶体管的阈值电压或饱和电流。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种退火工艺的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供一半导体基底；
步骤S2、对所述半导体基底进行离子注入；
步骤S3、于所述半导体基底上生长一层氧化膜；
步骤S4、对所述半导体基底进行退火；
步骤S5、测量退火后的所述半导体基底的电学参数。
2.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中所述离子注入为浅层离子注入。
3.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述离子注入的离子为硼离子。
4.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述氧化膜的生长方式为化学气相沉积。
5.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述氧化膜的材料为硅的氧化物。
6.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，基特征在于，所述氧化膜的厚度为50埃。
7.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述退火为快速热退火。
8.如权利要求1所述的退火工艺的检测方法，其特征在于，所述电学参数包括经过离子注入和退火的所述半导体基底的电阻。
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