[发明专利]超级结器件的PN匹配状态的分析方法

说明书

本发明公开了一种超级结器件的PN匹配状态的分析方法，分析步骤包括：步骤一、在栅极上未加栅极电压的情形下测量击穿电压；步骤二、在栅极上加栅极电压并形成沟道电流，通过沟道电流注入调节超级结结构的匹配状态；之后，测量对应的击穿电压；步骤三、调节栅极电压从而调节超级结结构的匹配状态并测量对应的击穿电压，形成通过栅极电压调节的超级结结构的匹配状态和超级结器件的击穿电压之间的测量曲线；步骤四、比对测量曲线和超级结结构所具有的PN匹配状态和击穿电压之间的二次曲线确定超级结结构的PN匹配状态。本发明能对超级结器件中的PN匹配状态进行分析判断。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造的测试方法，特别是涉及一种超级结器件的PN匹配状态的分析方法。

背景技术

超级结为由形成于半导体衬底中的交替排列的P型薄层和N型薄层组成，利用P型薄层即P型柱(P-Pillar)和N型薄层即N型柱(N-Pillar)完成匹配形成的耗尽层来支持反向耐压，具有超级结的产品是一种利用PN电荷平衡的体内降低表面电场(Resurf)技术来提升器件反向击穿BV的同时又保持较小的导通电阻的器件结构如MOSFET结构。PN间隔的Pillar结构是超级结的最大特点。目前制作PN间即P型薄层和N型薄层间的柱(pillar)如P-Pillar结构主要有两种方法，第一种是通过多次外延以及离子注入的方法获得，第二种是通过深沟槽(trench)刻蚀以及外延填充(ERI Filling)的方式来制作。

现有方法制作的超级结的P型柱和N型柱之间的PN电荷匹配状态对最后形成的超级结器件的击穿电压有很大影响，如果P型柱和N型柱之间的PN电荷完全匹配，则超级结器件的击穿电压会最大；而P型柱和N型柱之间的PN电荷匹配性降低会降低超级结器件的击穿电压，也即P型柱的P型电荷浓度无论是比N型柱的N型电荷浓度大还是下，都会使得超级结器件的击穿电压降低。这样，当实际制作得到的超级结器件的击穿电压降低时，就无法判断到底是由P型柱的P型电荷浓度大于N型柱的N型电荷浓度引起的，还是由P型柱的P型电荷浓度小于N型柱的N型电荷浓度引起。所以，对于封装器件和面内均匀性存在差异的器件来说，非常难以判断其实际的PN匹配状态。但是判断其超级结器件的PN匹配状态对于分析器件性能，制定改善计划非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超级结器件的PN匹配状态的分析方法，能对超级结器件中的PN匹配状态进行分析判断。

为解决上述技术问题，本发明提供的超级结器件的PN匹配状态的分析方法中超级结器件包括栅极、漏极和源极，在所述超级结器件的漂移区中具有由交替排列的P型柱和N型柱组成的超级结结构，所述具有第一导电类型的沟道，所述超级结结构的PN匹配状态和所述超级结器件的击穿电压之间所具有的二次曲线关系，采用如下步骤对所述超级结结构的P型柱和N型柱的PN匹配状态进行分析：

步骤一、在所述栅极上未加栅极电压的情形下测量所述超级结器件的击穿电压。

步骤二、在所述栅极上加栅极电压，所述栅极电压大于等于所述超级结器件的阈值电压，使得所述超级结器件导通并形成沟道电流，所述沟道电流将第一导电类型的载流子注入到所述超级结结构中，所述沟道电流注入的第一导电类型电荷降低所述超级结结构中的第一导电类型柱中的第一导电类型有效电荷，从而调节所述超级结结构的匹配状态；之后，测量对应的所述栅极电压下的所述超级结器件的击穿电压。

步骤三、调节所述栅极电压从而调节所述沟道电流并进而调节所述超级结结构的匹配状态，测量调节后的所述栅极电压对应的所述超级结器件的击穿电压，形成通过所述栅极电压调节的所述超级结结构的匹配状态和所述超级结器件的击穿电压之间的测量曲线。

步骤四、比对所述二次曲线和所述测量曲线确定所述超级结结构的P型柱和N型柱的PN匹配状态。

进一步的改进是，所述超级结器件为N型器件，第一导电类型为N型，第一导电类型柱为N型柱。