[发明专利]半导体器件的量测方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件的量测方法，包括：获取作为待测物件的半导体器件的图像，半导体器件包括衬底和位于衬底上的半导体结构；在图像上选取检测区，并对检测区利用能谱仪进行能谱分析，获取检测区的元素谱图；将元素谱图中的第一元素的第一目标峰和第二元素的第二目标峰进行分峰拟合，获取拟合元素分布谱图；根据拟合元素分布谱图获得第一元素的原子比例和/或第二元素的原子比例，以供判断第一元素的气孔大小，通过该方法能准确且快速地获取半导体结构中气孔的情况，以提高测试的准确率和效率。

【技术领域】

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体器件的量测方法。

【背景技术】

三维存储器(3D NAND Flash)因其存储密度大、编程速度快等优点，被广泛应用于手机、固态硬盘等电子设备中。三维存储器通过堆叠存储单元，以提高存储容量。存储单元的结构包括交替堆叠的栅极层和绝缘层。栅极层的材料一般是钨，而绝缘层的材料一般是氧化物，如氧化硅(SiO₂)。栅极层钨的空隙尺寸(void size)对器件电性能的好坏有着重要影响，因此需要对栅极层金属钨的空隙尺寸进行准确且快速地量测。

传统量测金属钨的空隙尺寸的方法是通过扫描透射电子显微镜(STEM)获取高质量的图像后，再采用自动化量测软件对栅极层钨的空隙的尺寸进行识别和量测。然而，由于空隙与栅极层钨的边界界限模糊，自动化量测软件很容易出现边界识别错误，需要人工对照原始STEM图像手动剔除错误数据，整体量测流程非常耗时耗力。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种半导体器件的量测方法，通过该方法能准确且快速地获取半导体结构中气孔的情况，以提高测试的准确率和效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体器件的量测方法，包括：获取作为待测物件的半导体器件的图像，半导体器件包括衬底和位于衬底上的半导体结构；在图像上选取检测区，并对检测区利用能谱仪进行能谱分析，获取检测区的元素谱图；将元素谱图中的第一元素的第一目标峰和第二元素的第二目标峰进行分峰拟合，获取拟合元素分布谱图；根据拟合元素分布谱图获得第一元素的原子比例和/或第二元素的原子比例，以供判断第一元素的气孔大小。

其中，半导体结构包括沿垂直于衬底的主表面的第一纵向交替堆叠的栅极层和绝缘层，其中，栅极层的材料包括第一元素，绝缘层的材料包括第二元素。

其中，检测区包括至少一层栅极层。

其中，半导体结构包括栅极结构和位于栅极结构两侧的堆叠结构，其中，栅极结构的材料包括第一元素，堆叠结构的材料包括第二元素。

其中，半导体结构包括绝缘层和位于绝缘层中的导电柱，其中，导电柱的材料包括第一元素，绝缘层的材料包括第二元素。

其中，检测区包括至少一个导电柱。

其中，第一元素为目标元素，第二元素为参考元素。

其中，第一元素为钨，第二元素为硅。

其中，第一目标峰包括M峰，第二目标峰包括L峰，第一目标元素对应的第一目标峰的能量和第二目标元素对应的第二目标峰的能量的范围包括1.7-1.9KeV。

其中，图像包括扫描透射电子显微图像。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明提供了一种半导体器件的量测方法，包括：获取作为待测物件的半导体器件的图像，半导体器件包括衬底和位于衬底上的半导体结构；在图像上选取检测区，并对检测区利用能谱仪进行能谱分析，获取检测区的元素谱图；将元素谱图中的第一元素的第一目标峰和第二元素的第二目标峰进行分峰拟合，获取拟合元素分布谱图；根据拟合元素分布谱图获得第一元素的原子比例和/或第二元素的原子比例，以供判断第一元素的气孔大小。通过该方法能准确且快速地获取半导体结构中气孔的情况，以提高测试的准确率和效率。