[发明专利]一种沟槽形貌监控方法、结构器件

说明书

一种沟槽形貌监控方法，步骤包括：在衬底硅片上制作沟槽并在沟槽表面氧化生长一层氧化层；再在氧化层表面制作第一测试电极；在第一测试电极与预制在衬底远离沟槽一侧表面的第二测试电极之间进行电压测试，以测得氧化层的击穿电压值；将测得的氧化层的击穿电压值与氧化层的本征击穿电压值进行比对，以判断氧化层的厚度是否均匀，进而可判定与氧化层紧贴设置的沟槽的形貌是否符合标准。还提出一种采用该沟槽形貌监控方法获得的易于沟槽形貌监控的结构器件。本发明仅通过测试沟槽内氧化层的击穿电压即可间接判断沟槽形貌情况，不仅测试结果准确且可监测效率高，且再现检测率高。同时根据这一监控方法获得的沟槽形貌结构稳定，并与实际产线工艺兼容。

技术领域

本发明属于器件沟槽刻蚀工艺技术领域，尤其是涉及一种用于监控沟槽侧壁和拐角形貌的监控方法以及易于沟槽形貌监控的结构器件。

背景技术

沟槽结构器件是很多器件的发展方向也逐步成为主流，如MOS、SGT、IGBT、TrenchSBD等，且沟槽刻蚀是器件加工的关键工艺。现有沟槽刻蚀工艺常采用光学或者台阶仪的方式监控沟槽的宽度和深度，定期对刻蚀后的晶圆进行裂片，通过扫描电子显微镜等对沟槽剖面进行测量；这种工艺仅是在产品加工完成后的电性能测试时才能确认沟槽的侧壁和拐角形貌有无问题；而且裂片后SEM监控沟槽形貌仅是局部的一个点的形貌确认，无法做大面积的芯片监控；同时由于样品制备和SEM监控都需要专用设备，测试时间也相对较长，导致无法对复杂的沟槽结构样品进行监控，而且无法完整地监控沟槽刻蚀的全部关键点，其仅对沟槽刻蚀的宽度、深度进行监控，而对于侧壁和拐角的形貌未有有效的监控。而沟槽的侧壁和拐角的形貌严重影响产品质量，由于侧壁和拐角监控的延迟导致质量问题的滞后发现，直接导致产品的报废，不仅生产效率低，而且产品质量不稳定。

发明内容

本发明提供一种沟槽形貌监控方法以及易于沟槽形貌监控的结构器件，解决了现有技术中无法监控沟槽侧壁和拐角形貌的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种沟槽形貌监控方法，步骤包括：

在衬底硅片上制作沟槽并在所述沟槽表面氧化生长一层氧化层；

再在所述氧化层表面制作第一测试电极；

在所述第一测试电极与预制在所述衬底远离所述沟槽一侧表面的第二测试电极之间进行电压测试，以测得所述氧化层的击穿电压值；

将测得的所述氧化层的击穿电压值与所述氧化层的本征击穿电压值进行比对，以判断所述氧化层的厚度是否均匀，进而可判定与所述氧化层紧贴设置的所述沟槽的形貌是否符合标准。

进一步的，所述氧化层厚度为50-5000A；且当测得的所述氧化层的击穿电压值不小于其本征击穿电压值的80-90％时，表示所述氧化层的厚度均匀。

进一步的，所述在衬底硅片上制作沟槽并在所述沟槽表面氧化生长一层氧化层，步骤包括：

在所述衬底正面沉积一单层或多层的掩膜层，并使所述掩膜层覆盖所述衬底全面设置，且所述掩膜层厚度为1000-10000A；

在所述掩膜层远离所述衬底一侧涂覆一层与所述掩膜层同面积的胶层一；

在所述胶层一中依次进行曝光、显影，以获得光刻图形；

基于所述光刻图形在所述衬底上进行刻蚀获得若干所述沟槽；

再在所述沟槽内表面氧化生长一层所述氧化层；

其中，所述沟槽宽度为0.2-10um，且其深度为0.2-400um。

进一步的，在刻蚀所述沟槽之前，还包括：

先在所述胶层一上沿其厚度方向进行刻蚀，以使所述胶层一中所述沟槽所对应的位置区域被刻蚀掉以获得所述光刻图形；