[发明专利]离子注入异常的检测结构及其制备方法，以及检测方法

说明书

本发明提供的离子注入异常的检测结构及其制备方法，以及检测方法中，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底层半导体层、埋氧层及顶层半导体层，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；所述第一区域的顶层半导体层中具有多个离子注入区域，所述第二区域的底层半导体层中具有与所述多个离子注入区域一一对应的监测点，相互对应的所述离子注入区域和所述监测点采用同一步离子注入工艺形成。本发明中，确定形成的器件中是否存在离子注入沟道效应，并能准确确定是在进行哪一步的离子注入时发生的离子注入沟道效应，从而为后续改善工艺条件提供参考，提高器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种离子注入异常的检测结构及其检测方法。

背景技术

半导体制造中离子注入(implant)的精确性将直接影响到产品众多电性参数的好坏。由于机器异常、工艺设计缺陷等因素，导致离子注入过程中的注入离子的能量、剂量或角度等产生偏差。此外，离子注入沟道效应也会影响器件的电性参数，离子注入沟道是指注入的离子沿着晶格沟道遂穿到不应注入离子区域的现象。当不应注入离子的区域有离子掺杂时，就会产生电性偏差导致器件出现漏电，短路等失效现象。

现有技术中，通常采用二次离子质谱分析(SIMS)对半导体器件的离子注入异常进行检测，SIMS可以分析包括氢在内的全部元素并能给出同位素的信息，分析化合物组分和分子结构。SIMS具有很高的灵敏度，可达到ppm甚至ppb的量级。通过SIMS可以直接定性定量的分析离子注入的能量、剂量和角度等信息，从而分析离子注入状态是否符合要求，工艺设计是否达到了预期目标。随着技术的不断进步，半导体器件尺寸越来越小，从而对离子注入的精确性要求越来越高，因此，对SIMS的检测精度要求也越来越高。

然而，对于生长在SOI衬底上的器件，由于SOI衬底中间具有埋氧层，所以部分离子注入出现离子注入沟道效应时会直接将离子注入到埋氧层内，导致器件漏电。并且，由于埋氧层的绝缘性质，现有技术难以通过SIMS进行离子或元素探测来验证离子注入沟道效应，更不可能确定是哪一步离子注入工艺异常导致的。因此，本领域亟需发明一种检测离子注入异常的检测结构以及检测方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种离子注入异常的检测结构及其制备方法，以及检测方法，以解决现有技术中难以确定器件结构中是否确定离子注入沟道效应，并确定哪一层的离子注入引起的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种离子注入异常的检测结构，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底层半导体层、埋氧层及顶层半导体层，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；所述第一区域的顶层半导体层中具有多个离子注入区域，所述第二区域的底层半导体层中具有与所述多个离子注入区域一一对应的监测点，相互对应的所述离子注入区域和所述监测点采用同一步离子注入工艺形成。

可选的，所述第二区域位于所述半导体衬底的切割道中。

可选的，所述第一区域中形成有PMOS晶体管和/或NMOS晶体管。

可选的，所述监测点上形成有层间介质层。

可选的，所述底层半导体层的材料为硅、锗或锗硅中的一种。

可选的，所述顶层半导体层的材料为硅、锗或锗硅中的一种。

相应的，本发明还提供一种离子注入异常检测结构的制备方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底层半导体层、埋氧层及顶层半导体层，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；

选择性刻蚀所述第二区域的顶层半导体层及埋氧层，暴露所述第二区域的部分底层半导体层；