一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法

摘要

本发明发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，包括以下工艺，在晶圆表面设有多组N型井离子与P型井离子并通过金属铜将N型井离子连接与P型井离子，使用光强对每组N型井离子与P型井离子进行照射并通过电子显微镜观察，当发现其中一组中的金属铜发生氧化反应，这确定该组中N型井离子与P型井离子的间距为载流子的迁移距离。通过使用本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，与旧工艺流程对比，有效地通过电子显微镜观察每组不同距离的N型井离子与P型井离子上的金属铜线的变化，可以检测到强光条件下载流子的迁移距离，可以为器件整体性能的研究提供了很好的数据。

说明书

技术领域

本发明涉及一种载流子迁移距离的方法，尤其涉及一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法。

背景技术

在半导体器件中，半导体价带中的大量电子都是价健上的电子（称为价电子），不能够导电，即不是载流子。只有当价电子跃迁到导带（即本征激发）而产生出自由电子和自由空穴后，才能够导电。空穴实际上也就是价电子跃迁到导带以后所留下的价键空位（一个空穴的运动就等效于一大群价电子的运动）。

当使用光对半导体进行照射时，半导体价带中的电子吸收了能量大于禁带宽度的光子就能够跃迁到导带中，与此同时在价带中留下空穴，统称为光生载流子，由此产生的附加导电现象称为光导电。随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，在芯片单位面积上器件的集成度也越来越高，器件的性能也会更多地受到环境中不同强度光辐射的干扰。如何能够在集成电路制造工艺的过程，及时地检测和监控到光生载流子的迁移距离，这对于研究器件的性能是十分的必要。

发明内容    

发明公开了一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法。用以解决现有技术中在集成电路制造工艺的过程中，检测和监控到光生载流子的迁移距离不足的问题。

为实现上述目的，发明采用的技术方案是：

一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，其中，包括以下工艺步骤：

步骤一，提供一晶圆，并在该晶圆的有源区内竖向形成多组N型井离子与P型井离子，且每组中所述N型井离子与P型井离子之间的距离由上至下依次增加；

步骤二，在所述有源区上表面以及每组所述N型井离子与P型井离子上表面生长一层金属硅化物，接着对所生长的一层金属硅化物进行刻蚀，使每组所述N型井离子与P型井离子的正上方于所述金属硅化物内形成接触孔；

步骤三，使用一金属铜穿过所述N型井离子上方的所述接触孔与P型井离子上方的接触孔，使所述N型井离子与所述P型井离子之间相连接；

步骤四，将晶圆整体放入电子显微镜的腔体中，并在所述腔体内引入一根光纤，对所述腔体内的所述晶圆进行定点照射；

步骤五，由电子显微镜对所述晶圆内每组所述N型井离子与P型井离子中的金属铜进行观察。

上述的方法，每组所述N型井离子与P型井离子之间的间距保持一致。

上述的方法，所述N型井离子与P型井离子分别设于所述有源区的两端顶面。

上述的方法，所述步骤四中，该所述光纤为可调节发射光强的光纤。

上述的方法，在所述步骤五中，由所述电子显微镜发现金属铜发生氧化反应时，则推测出光生载流子的迁移距离为该组N型井离子与P型井离子之间的距离。

本发明中一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，采用了如上方案具有以下效果：通过电子显微镜观察每组不同距离的N型井离子与P型井离子上的金属铜线的变化，可以检测到强光条件下载流子的迁移距离，可以为器件整体性能的研究提供了很好的数据。

附图说明

通过阅读参照如下附图对非限制性实施例所作的详细描述，发明的其它特征，目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法的N型井离子与P型井离子的示意图；

图2为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法中形成金属硅化物的示意图；

图3为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法中金属铜成型的示意图；

图4为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法中每组N型井离子与P型井离子的示意图；

图5为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法的进行光纤强光照射的示意图。

图6为本发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法的检测到金属铜反应成型示意图。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，其中，包括以下工艺步骤：首先参看图1所示，为第一步骤首先提供一晶圆，并在该晶圆的有源区1内竖向形成多组N型井离子2与P型井离子3，且每组中N型井离子2与P型井离子3之间的距离由上至下依次增加；

步骤二，在有源区上表面以及每组N型井离子2与P型井离子3上表面生长一层金属硅化物4，接着对所生长的一层金属硅化物4进行刻蚀，使每组N型井离子2与P型井离子3的正上方于金属硅化物4内形成接触孔5；

步骤三，使用一金属铜9穿过N型井离子2上方的接触孔5与P型井离子3上方的接触孔5，使N型井离子2与P型井离子3之间相连接；

步骤四，将晶圆整体放入电子显微镜的腔体6中，并在腔体6内引入一根光纤7，对腔体内的晶圆进行定点照射；

步骤五，由电子显微镜对晶圆内每组N型井离子2与P型井离子3中的金属铜9进行观察，进一步的，在步骤五中，由电子显微镜发现金属铜9发生氧化反应时，则推测出光生载流子的迁移距离为该组N型井离子2与P型井离子3之间的距离。

在本发明的具体实施例中，每组N型井离子2与P型井离子3之间的间距保持一致。

在本发明的具体实施例中，N型井离子2与P型井离子3分别设于有源区的两端顶面。

在本发明的具体实施例中，步骤四中，该光纤7为可调节发射光强的光纤7。

在本发明的具体实施方式中，在实际的生产过程中，先提供一晶圆，并在该晶圆的有源区内竖向形成三组N型井离子2与P型井离子3，且在这三组N型井离子2与P型井离子3之间的距离由上至下依次增加；同时在N型井离子2与P型井离子3以及有源区的上表面生长金属硅化物4，接着对所生长的一层金属硅化物4进行刻蚀，使每组N型井离子2与P型井离子3的上方于金属硅化物4内形成接触孔5，使用一金属铜9穿过N型井离子2上方的接触孔5与P型井离子3上方的接触孔5，将N型井离子2与P型井离子3连接。

通过以上步骤完成对晶圆的形成，将所形成的晶圆放入电子显微镜的空腔6内，并通过电子显微镜空腔6内的晶圆固定器将晶圆固定住，将所要检测的部分（在此三组N型井离子2与P型井离子3分别为各自独立的检测区域）移动至电子枪8下找到所要检测的区域，然后在电子显微镜的空腔6内设置一根可发射不同光强的光纤7，利用该光纤7将具有一定光强的光照照射到所要检测的区域，再由电子显微镜实时地观察金属铜9表面的变化（在将强光照射到所要检测的区域的时候光生载流子在器件间的进行迁移，并有金属铜9发生氧化得以显示），当电子显微镜察觉金属铜9氧化形成氧化铜10时，则该监测区域中这组N型井离子2与P型井离子3之间的间距为光生载流子在器件间的迁移距离。

综上所述，发明一种检测在光辐射下离子井中载流子迁移距离的方法，与旧工艺流程对比，有效地通过电子显微镜观察每组不同距离的N型井离子与P型井离子上的金属铜线的变化，可以检测到强光条件下载流子的迁移距离，可以为器件整体性能的研究提供了很好的数据。

以上对发明的具体实施例了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响发明的实质内容。