[发明专利]功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件测试技术领域，特别涉及功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液及方法。

背景技术

在制造工艺和最终系统应用过程中，集成电路可能出现静电放电(electrostatics discharge，ESD)现象。ESD现象通常引起高电压电位的放电(一般几千伏)而导致短期(一般100ns)的高电流(几安培)脉冲，这会破坏在当前集成电路中存在的脆弱器件，造成系统的功能失效。因而，对集成电路来说ESD防护是必不可少的。

目前改进的金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，MOSFET)通常形成电保护(electrical protection)结构以防止静电积累和放电。例如，在栅极和源极之间增加电阻以提供ESD防护。此外，如图1所示，还有一些功率MOS在栅极11和源极12之间形成多个PN结13以提供ESD防护。这种功率MOS中ESD PN结的工艺是十分重要的，通常需要进行失效分析。

失效分析在半导体器件测试技术领域起着很重要的作用，它加快了器件性能优化的步伐并减少了集成电路的成本。其中，一种重要的失效分析方法便是使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)对器件的微观结构进行观测。因此，若要对功率MOS中的ESD PN结进行失效分析，如何清晰地显现PN结的轮廓以更容易进行辨认就显得尤其重要。在现有技术中通常使用基于HF溶液和HNO₃溶液的轮廓显现溶液来显现结的轮廓。例如，使用质量百分比浓度为49％的HF溶液、质量百分比浓度为70％的HNO₃溶液以及质量百分比浓度为98％的CH₃COOH溶液以1∶2∶12的体积配比而制成的轮廓显现溶液。然而，实验表明，当把传统的轮廓显现溶液应用到功率MOS中的ESD PN结时， 结的轮廓并不能得到清晰的显现。图2显示了对图1所示的功率MOS使用现有技术的轮廓显现溶液后用SEM观测得到的实验结果示意图，其中图1所示的功率MOS采用的是0.35μm工艺。可以看出，从图2中完全无法辨别出功率MOS中ESD PN结的轮廓。

发明内容

本发明的目的在于提供功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液及方法，以解决现有的轮廓显现溶液无法清楚地显现功率MOS中ESD PN结的轮廓问题。

本发明提供了一种功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液，其包括质量百分比浓度为49％的HF溶液和质量百分比浓度为70％的HNO₃溶液，所述HF溶液和所述HNO₃溶液的体积配比范围为1∶300～5∶100。

在上述功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液中，所述体积配比为1∶200。

本发明还提供了一种利用上述功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液的功率MOS中ESD PN结的轮廓显现方法，其包括以下步骤：步骤1，提供所述轮廓显现溶液和待测样品；步骤2，将所述待测样品在所述轮廓显现溶液中浸泡预定的时间；步骤3，用去离子水冲洗所述待测样品并吹干。

在上述功率MOS中ESD PN结的轮廓显现方法中，所述预定的时间范围为2～30秒。

在上述功率MOS中ESD PN结的轮廓显现方法中，所述预定的时间为15秒。

在上述功率MOS中ESD PN结的轮廓显现方法中，在步骤3之后还包括使用SEM观测所述待测样品。

与现有技术相比，本发明提供的功率MOS中ESD PN结的轮廓显现溶液及方法，通过使用质量百分比浓度为49％的HF溶液和质量百分比浓度为70％的HNO3溶液以1∶300～5∶100的体积配比制成轮廓显现溶液，并将待测样品在该轮廓显现溶液中浸泡预定的时间，该轮廓显现溶液与N+区域反应而对P+区域损伤较少，从而清晰地显现了功率MOS中ESD PN结的轮廓。此外，该轮廓显现方法简单而容易操作，且能提供带有较少损伤的轮廓，以便于器件的后续SEM分析。

附图说明

图1为功率MOS中使用PN结进行ESD防护的示意图；

图2为对图1所示的功率MOS使用现有技术的轮廓显现溶液后用SEM观测得到的实验结果示意图；

图3为对图1所示的功率MOS使用本发明的轮廓显现溶液后用SEM观测得到的实验结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。