專利名稱：離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片及監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離子注入工藝的監(jiān) 測(cè)試片及監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
離子注入工藝是一種通過向襯底中引入可控制數(shù)量的雜質(zhì)，改變?cè)?村底的電學(xué)性能的工藝技術(shù)，其在現(xiàn)代半導(dǎo)體制造過程中有著廣泛的應(yīng) 用。離子注入工藝中，為確保注入雜質(zhì)后的襯底達(dá)到預(yù)定的電學(xué)性能， 對(duì)注入的雜質(zhì)濃度和深度均有嚴(yán)格的要求，為此，通常需要對(duì)離子注入 工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的對(duì)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)是利用監(jiān)測(cè)試片實(shí)現(xiàn)的，在離子注入 完成后，先對(duì)監(jiān)測(cè)試片進(jìn)行相應(yīng)的退火處理，激活所注入的雜質(zhì)，然后 再利用四探針法檢測(cè)其電阻率，判斷注入的雜質(zhì)濃度和深度是否滿足要 求。圖i為現(xiàn)有的四探針法檢測(cè)離子注入工藝監(jiān)測(cè)試片的示意圖，在p型(或n型)襯底101內(nèi)進(jìn)行n型(或p型)離子注入，形成離子注入層102， 在快速熱退火處理后，利用四探針法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，圖中110a和110b分 別代表了與負(fù)、正電極相連的探針。圖l中所示為離子注入較深、離子注 入層102較厚的情況，此時(shí)，因離子注入層102與襯底101的雜質(zhì)類型相反， 且探針只會(huì)接觸到表面的離子注入層102，測(cè)試電流120僅會(huì)在離子注入 層102內(nèi)流動(dòng)，由四探針法測(cè)試得到的方塊電阻值可以代表本次離子注入 工藝中注入的雜質(zhì)的情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)離子注入工藝的較為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。然而，隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，芯片的集成度越來越高， 器件的尺寸越來越小，因器件的高密度、小尺寸引發(fā)的各種效應(yīng)對(duì)半導(dǎo) 體工藝制作結(jié)果的影響也日益突出。以離子注入工藝為例，由于器件尺 寸的縮小，結(jié)深進(jìn)一步變淺，利用四探針法對(duì)離子注入工藝進(jìn)行監(jiān)測(cè)出 現(xiàn)了一些新的問題。圖2為現(xiàn)有的四探針法檢測(cè)淺結(jié)離子注入工藝監(jiān)測(cè)試片的示意圖，如圖2所示，當(dāng)需要形成淺結(jié)時(shí)，離子注入較淺，形成的離子注入層201也較薄，在退火后，利用四探針法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)，探針易穿過該薄層的離子注入層201到達(dá)襯底101中，此時(shí)，測(cè)試電流220不僅會(huì)在離子注入層 201內(nèi)流動(dòng)，還會(huì)在襯底101內(nèi)流動(dòng)，這樣，最終測(cè)試得到的方塊電阻值 實(shí)際上是離子注入層201的電阻與襯底101的電阻的并聯(lián)值。由于離子注 入層201很薄，襯底101較厚，襯底101部分的阻值大小通?？梢耘c離子注 入層201的阻值大小相比擬，甚至比其更小，即，測(cè)試時(shí)該襯底101電阻 的并入會(huì)明顯影響到最終的方塊電阻測(cè)試結(jié)果，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 另外， 一方面由于片與片之間襯底的摻雜情況通常不一致，另一方面在 同一片內(nèi)測(cè)試的探針也不一定全會(huì)接觸到襯底，因此襯底電阻對(duì)測(cè)試結(jié) 果的影響大小實(shí)際上不能確定，表現(xiàn)為四探針法測(cè)試方塊電阻的結(jié)果重 復(fù)性較差，這必然會(huì)影響到對(duì)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)力。為提高對(duì)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)力，申請(qǐng)?zhí)枮?00610071458.1的中國(guó)專 利申請(qǐng)公開了一種評(píng)價(jià)用晶片(監(jiān)測(cè)試片)，該評(píng)價(jià)用晶片內(nèi)具有多個(gè) 等密度的評(píng)價(jià)晶體管，通過在離子注入后對(duì)這些評(píng)價(jià)晶體管進(jìn)行檢測(cè)， 可以得到評(píng)價(jià)用晶片內(nèi)離子注入量的詳細(xì)分布情況。利用該評(píng)價(jià)用晶片 對(duì)離子注入工藝進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以詳細(xì)監(jiān)測(cè)襯底內(nèi)的離子注入量的分布情 況，在一定程度上提高了對(duì)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)水平，但該評(píng)價(jià)用晶片 的制作復(fù)雜，需要多步工藝制作完成，且不能解決上述實(shí)現(xiàn)淺結(jié)的離子 注入工藝時(shí)難以監(jiān)測(cè)的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片及監(jiān)測(cè)方法，可以提高現(xiàn) 有的對(duì)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)力。本發(fā)明提供的一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，所述試片具有襯底， 所述村底的雜質(zhì)類型與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反，其中，所述襯底內(nèi)還具有預(yù)摻雜層，且所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)類型與所述待 監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相同，所述預(yù)4參雜層的厚度大于所 述持監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的注入深度。其中，所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)濃度小于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注 入的雜質(zhì)濃度。其中，所述預(yù)摻雜層的厚度不小于500A。其中，所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型為n型時(shí)，預(yù)摻 雜層的雜質(zhì)為磷或砷；所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型為p 型時(shí)，預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為硼。本發(fā)明具有相同或相應(yīng)技術(shù)特征的 一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法， 包括提供與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反的村底； 在所述襯底內(nèi)進(jìn)行預(yù)摻雜處理形成預(yù)摻雜層，且所述預(yù)摻雜層的雜 質(zhì)類型與所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注的入雜質(zhì)類型相同，所述預(yù)摻雜 層的厚度大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的注入深度；對(duì)已形成預(yù)摻雜層的所述村底進(jìn)行所述待監(jiān)測(cè)的離子注入； 對(duì)已進(jìn)行所述待監(jiān)測(cè)的離子注入后的襯底進(jìn)行熱退火處理； 利用四探針法檢測(cè)已進(jìn)行所述熱退火處理后的襯底。其中，所述預(yù)摻雜處理時(shí)的離子注入能量大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注 入時(shí)的注入能量。其中，所述預(yù)摻雜處理時(shí)的離子注入劑量小于所述待監(jiān)測(cè)的離子注 入時(shí)的注入劑量。其中，所述預(yù)摻雜處理時(shí)的離子注入的能量在5KeV至3000KeV之間。其中，所述預(yù)4參雜層的雜質(zhì)濃度小于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入時(shí)的注入濃度。其中，形成的所述預(yù)摻雜層的厚度不小于500A。其中，若所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)為n型，則所述預(yù) 摻雜層的雜質(zhì)為磷或砷；若所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)為p 型，則所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為硼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，形成了較厚的與待監(jiān)測(cè)的淺結(jié) 離子注入同型的預(yù)摻雜層，在后面的四探針法檢測(cè)過程中，探針不能穿 過該預(yù)摻雜層到達(dá)襯底，測(cè)得的方塊電阻值不會(huì)再受到阻值不能確定的 襯底的影響，提高了用四探針法檢測(cè)淺結(jié)離子注入工藝的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。此外，可以將預(yù)摻雜層的雜質(zhì)濃度設(shè)置得較低，使得該預(yù)摻雜層的 電阻值要遠(yuǎn)大于淺結(jié)離子注入層的電阻值，這樣，四探針法測(cè)得的電阻 值實(shí)際上基本與淺結(jié)離子注入層的電阻值相同，受預(yù)摻雜層的影響很 小，可以進(jìn)一步提高對(duì)淺結(jié)離子注入工藝監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法只增加了 一步對(duì)試片的預(yù)摻雜雜質(zhì)類型相同，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)淺結(jié)離子注入工藝的有效監(jiān)測(cè)，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn) 單、操作方便的特點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有的四探針法檢測(cè)離子注入工藝監(jiān)測(cè)試片的示意圖； 圖2為現(xiàn)有的四探針法檢測(cè)淺結(jié)離子注入工藝監(jiān)測(cè)試片的示意圖； 圖3為本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片的剖面示意圖； 圖4為本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片在淺結(jié)離子注入后的剖面 示意圖；圖5為本發(fā)明的四探針法檢測(cè)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片的示意圖；圖6為本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法的流程圖； 圖7為測(cè)得的本發(fā)明具體實(shí)施例中的預(yù)摻雜層的雜質(zhì)分布情況示意圖；圖8為測(cè)得的本發(fā)明具體實(shí)施例中的淺結(jié)離子注入層的雜質(zhì)分布情 況示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合 附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。本發(fā)明的處理方法可被廣泛地應(yīng)用到許多應(yīng)用中，并且可利用許多 適當(dāng)?shù)牟牧现谱鳎旅媸峭ㄟ^較佳的實(shí)施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明并 不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替換 無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)， 為了便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不 應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定，此外，在實(shí)際的制作中，應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬 度及深度的三維空間尺寸。為改善對(duì)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)的重復(fù)性和準(zhǔn)確性較差的問題， 本發(fā)明提出了一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，圖3為本發(fā)明的離子注入 工藝的監(jiān)測(cè)試片的剖面示意圖，如圖3所示，該監(jiān)測(cè)試片包括襯底101 和在襯底101內(nèi)形成的預(yù)摻雜層301，該預(yù)摻雜層301可以利用不同的 工藝方法實(shí)現(xiàn)，如擴(kuò)散法或離子注入法。其中，襯底101的雜質(zhì)類型與 待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反，預(yù)摻雜層301的雜質(zhì)類型 與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相同。即當(dāng)待監(jiān)測(cè)的離子注 入為n型，則襯底為p型的，預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為n型的，如可以為磷或砷；當(dāng)待監(jiān)測(cè)的離子注入為P型，則襯底為n型的，預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為 P型的，如可以為硼。此外，該預(yù)摻雜層的厚度通常要大于其所要監(jiān)測(cè) 的離子注入工藝的注入深度，至少在500A以上，如為1500A、 2000A 等，以確保探針不會(huì)穿過其接觸到下面的襯底層；至于其厚度的上限， 則只受摻雜工藝所能達(dá)到的摻雜厚度的限制。圖4為本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片在淺結(jié)離子注入后的剖面 示意圖，如圖4所示，在待監(jiān)測(cè)的淺結(jié)離子注入后，在預(yù)摻雜層301內(nèi) 形成了淺結(jié)離子注入層201，其厚度較小，在利用四探針法對(duì)其阻值進(jìn) 行測(cè)試時(shí)，探針易穿過該層，如果采用的監(jiān)測(cè)試片沒有預(yù)摻雜層301， 則所測(cè)得的阻值會(huì)受到淺結(jié)離子注入層下的襯底的影響，導(dǎo)致阻值測(cè)試 結(jié)果不準(zhǔn)確。本發(fā)明中加入了一層較厚的預(yù)摻雜層301,這樣，在測(cè)試 時(shí)，探針即使穿過了淺結(jié)離子注入層201，也不會(huì)穿過較厚的預(yù)摻雜層 301接觸到襯底101,避免了檢測(cè)得到的方塊電阻值受到阻值不能確定 的襯底電阻的影響。另外，因預(yù)摻雜層301的摻雜情況是確定的，在根 據(jù)測(cè)得的方塊電阻值分析淺結(jié)離子注入工藝時(shí)，可以將其的影響(確定 的電阻值)去除，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、重復(fù)地監(jiān)測(cè)'淺結(jié)離子注入工藝。圖5為本發(fā)明的四探針法檢測(cè)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片的示意 圖，如圖5所示，在利用四探針法對(duì)'淺結(jié)離子注入工藝進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，因 淺結(jié)離子注入層201較薄，探針可能會(huì)穿過該層接觸到下層預(yù)摻雜層 301，結(jié)果探針110a和110b間的測(cè)試電流510不僅經(jīng)過要檢測(cè)的淺結(jié) 離子注入層201，還可能經(jīng)過了其下的預(yù)摻雜層301,但因?yàn)轭A(yù)摻雜層 301的厚度較大，該探針不會(huì)再接觸到下面的襯底101。此時(shí)，測(cè)得的 方塊電阻值為淺結(jié)離子注入層201與預(yù)摻雜層301電阻的并聯(lián)值。其中， 預(yù)摻雜層301的雜質(zhì)量是確定的，其方塊電阻值也是確定的，因此，可 以根據(jù)四探針法測(cè)得的方塊電阻值推導(dǎo)出淺結(jié)離子注入層201的方塊電 阻值，且測(cè)試的準(zhǔn)確性、重復(fù)性較好。此外，可以將預(yù)摻雜層301的雜質(zhì)濃度設(shè)置得比待監(jiān)測(cè)的淺結(jié)離子注入層201的注入濃度小很多，這樣，預(yù)摻雜層301的電阻值會(huì)遠(yuǎn)大于 淺結(jié)離子注入層201的電阻值，基本可以認(rèn)為測(cè)試得到的方塊電阻值就 是淺結(jié)離子注入層201的電阻值，對(duì)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)更方便、 直接。以上詳細(xì)介紹了本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，下面再介紹一 下如何利用本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片對(duì)淺結(jié)離子注入工藝進(jìn) 行監(jiān)測(cè)。圖6為本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法的流程圖，下面結(jié)合 圖6進(jìn)行具體說明。首先，提供襯底(S601)，該襯底所摻的雜質(zhì)類型與待監(jiān)測(cè)的淺結(jié) 離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反，本實(shí)施例中，假設(shè)淺結(jié)離子注入工 藝的為n型的砷(As),則用于制作監(jiān)測(cè)試片的襯底(如為硅片)應(yīng)為 p型。接著，在襯底內(nèi)進(jìn)行預(yù)摻雜處理形成預(yù)摻雜層(S602)。本步預(yù)摻 雜處理可以用擴(kuò)散工藝實(shí)現(xiàn)，也可以利用離子注入工藝實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例 中，采用的是后者，也可將之稱為預(yù)離子注入工藝。由于本步中形成的 預(yù)摻雜層的雜質(zhì)類型要與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相同， 本實(shí)施例中，該預(yù)離子注入也需要采用n型的雜質(zhì)，如可以選用磷。為防止探針穿過預(yù)摻雜層，要求本步預(yù)離子注入形成的預(yù)摻雜層厚 度較厚，至少要比待監(jiān)測(cè)的淺結(jié)離子注入工藝的注入深度大，通常至少 在500A以上，如為1500A、 2000A等，以確保探針不會(huì)穿過其接觸到 下面的襯底層。因此，本步預(yù)離子注入所用的能量通常相對(duì)較大， 一般 會(huì)選用大于5KeV的能量，如可以是10KeV、 100KeV、 1000KeV、 3000KeV等。此外，為了令預(yù)摻雜層的電阻值大到可以在后面的方塊電 阻測(cè)試中忽略不計(jì)，通常將其的注入劑量設(shè)置得比待監(jiān)測(cè)的淺結(jié)離子注 入工藝的劑量小得多，如可以小1至3個(gè)量級(jí)。圖7為測(cè)得的本發(fā)明具體實(shí)施例中的預(yù)摻雜層的雜質(zhì)分布情況示意圖，其中，預(yù)摻雜層所選用的摻雜劑為磷，所用的注入能量為30KeV, 如圖7所示，橫坐標(biāo)為監(jiān)測(cè)試片的深度，縱坐標(biāo)為監(jiān)測(cè)試片內(nèi)的雜質(zhì)的 濃度，圖中701為預(yù)摻雜層的雜質(zhì)濃度隨著試片深度變化的曲線?？梢?看到，當(dāng)監(jiān)測(cè)試片的深度在500 A左右時(shí)，其雜質(zhì)濃度達(dá)到峰值一一 lel9/cm3，當(dāng)監(jiān)測(cè)試片的深度到達(dá)1600 A左右時(shí)，其雜質(zhì)濃度已降到 lel8/cm3，可以i^為預(yù)摻雜層的厚度大約是在1600 A左右。在后面利用 四探法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，探針通常是不能穿過這一厚度的，因此可以確保探 針不會(huì)接觸到下面阻值較小，且不具有確定阻值的襯底。至此，用于監(jiān)測(cè)淺結(jié)離子注入工藝的試片已準(zhǔn)備好，可以利用其對(duì) 淺結(jié)離子注入工藝進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行待監(jiān)測(cè)的淺結(jié)離子注入時(shí)，將上述監(jiān)測(cè)試片放入，同時(shí)對(duì)其 進(jìn)行淺結(jié)的離子注入(S603 )。本實(shí)施例中，該步離子注入較淺，是用 于形成n型的源/漏極，其注入的雜質(zhì)為砷(As),注入能量為2KeV， 注入深度在150A左右。圖8為測(cè)得的本發(fā)明具體實(shí)施例中的淺結(jié)離子 注入層的雜質(zhì)分布情況示意圖，其中所用的試片沒有經(jīng)過預(yù)摻雜處理， 即，沒有形成預(yù)摻雜層。如圖8所示，橫坐標(biāo)為樣片的深度，縱坐標(biāo)為 樣片內(nèi)雜質(zhì)的濃度，圖中8oi為淺結(jié)離子注入層的雜質(zhì)濃度隨著樣片深度變化的曲線?？梢钥吹?，當(dāng)樣片的深度達(dá)50 A左右，其雜質(zhì)濃度達(dá) 到了峰值一一le21/cm3，當(dāng)樣片的深度到達(dá)150A左右時(shí)，其雜質(zhì)濃度 降到lel8/cm3,可以認(rèn)為本次淺結(jié)離子注入工藝的注入深度大約是在 150A左右。圖7和圖8所示的檢測(cè)結(jié)果是利用二次離子質(zhì)譜(SIMS， secondary ion mass spectroscopy )完成的，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)離子注入后的雜質(zhì)分布情 況的檢測(cè)，且不用擔(dān)心因探針接觸到襯底而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。但是， 與四探針法相比，采用該方法對(duì)生產(chǎn)中的離子注入工藝進(jìn)行監(jiān)測(cè)是不可取的，原因在于，采用SIMS方法對(duì)離子注入進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 一方面費(fèi)時(shí) SIMS檢測(cè)較慢，不可能及時(shí)提供本次離子注入工藝的信息；另一方面 費(fèi)錢SIMS的檢測(cè)費(fèi)用比四探針法要昂貴得多。為此，希望還是能采 用四探針法對(duì)淺結(jié)離子注入工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。淺結(jié)離子注入后，對(duì)監(jiān)測(cè)試片進(jìn)行熱退火處理(S604),以激活在 預(yù)離子注入和淺結(jié)離子注入步驟中所注入的雜質(zhì)。如，可以在1000°C, 氮?dú)獗Ｗo(hù)下對(duì)其進(jìn)行快速熱退火處理。接著，利用四探針法檢測(cè)該檢測(cè)試片(S605 )。由于監(jiān)測(cè)試片的襯 底內(nèi)包含了厚度較大的預(yù)摻雜層，本步檢測(cè)過程中，探針不會(huì)穿過該預(yù) 摻雜層到達(dá)襯底，也就避免了阻值小且不確定的襯底對(duì)檢測(cè)結(jié)果的千 擾。由于預(yù)摻雜層的雜質(zhì)濃度是確定的，片與片之間也是重復(fù)的，四探 針法檢測(cè)方塊電阻時(shí)，各片之間不會(huì)因預(yù)摻雜層的差異引起方塊電阻值 的變化，因此，可以認(rèn)為只要淺結(jié)離子注入工藝是一致的，片與片之間 的方塊電阻值就應(yīng)該一致，反之，如果檢測(cè)得到的方塊電阻值不一致， 就可以表明淺結(jié)離子注入工藝出現(xiàn)了偏差，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)淺結(jié)離子 注入工藝的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在采用沒有預(yù)摻雜層的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)試片對(duì)圖8中所示的 淺結(jié)離子注入進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，其檢測(cè)得到的方塊電阻值(包括片與片之間 及同一片之間)的偏差達(dá)50%左右，這一方面是由于探針有時(shí)接觸到了 襯底，有時(shí)未接觸到襯底，導(dǎo)致測(cè)得的方塊電阻值發(fā)生了較大變化；另 一方面是由于片與片之間的襯底阻值存在不一致，即使4冢針全接觸到了 襯底，也會(huì)出現(xiàn)片與片之間方塊電阻的檢測(cè)結(jié)果有較大偏差的情況。而 在采用本發(fā)明的具有預(yù)摻雜層的監(jiān)測(cè)試片后，上述兩種情況不會(huì)再發(fā) 生，結(jié)果測(cè)試得到的片與片之間以及同一片之間的方塊電阻值的偏差減 小到了 2.4%以內(nèi)，測(cè)試重復(fù)性大大提高，其測(cè)試結(jié)果可以更為準(zhǔn)確地反映淺結(jié)離子注入工藝的真實(shí)情況。另夕卜，雖然預(yù)摻雜層要比淺結(jié)離子注入層厚得多(如在本實(shí)施例中， 約厚了 3倍)，但是，其摻雜濃度要遠(yuǎn)小于淺結(jié)離子注入層(如在本實(shí) 施例中，小了兩個(gè)量級(jí))，因此，預(yù)摻雜層的阻值仍要遠(yuǎn)高于淺結(jié)離子 注入層(約兩個(gè)量級(jí))。此時(shí)，由四探針法測(cè)試得到的方塊電阻值(其 由預(yù)摻雜層方塊電阻與淺結(jié)離子注入層的方塊電阻并聯(lián)得到)，基本代 表了淺結(jié)離子注入層的方塊電阻值，即使預(yù)摻雜層的阻值略有波動(dòng)，對(duì) 最終的測(cè)試結(jié)果影響也不大，仍可以較為真實(shí)地反映淺結(jié)離子注入工藝 的注入情況。上述監(jiān)測(cè)方法說明的是對(duì)n型的淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以對(duì)p型的淺結(jié)離子注入進(jìn)行監(jiān)測(cè)，此時(shí)預(yù)摻 雜處理(可以是預(yù)擴(kuò)散方法，或者預(yù)離子注入方法等)形成的預(yù)摻雜層內(nèi)所摻的雜質(zhì)也為p型，如可以是硼。其監(jiān)測(cè)過程與上述n型淺結(jié)離子 注入工藝的監(jiān)測(cè)過程類似，在此不再贅述。注意到只要是在監(jiān)測(cè)試片內(nèi)形成較厚的預(yù)摻雜層，以屏蔽下層材料 對(duì)待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的檢測(cè)結(jié)果所可能造成的影響的，都應(yīng)落入本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，所述試片具有襯底，所述襯底的雜質(zhì)類型與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反，其特征在于所述襯底內(nèi)還具有預(yù)摻雜層，且所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)類型與所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相同，所述預(yù)摻雜層的厚度大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的注入深度。
2、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)試片，其特征在于所述預(yù)摻雜層的 雜質(zhì)濃度小于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)濃度。
3、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)試片，其特征在于所述預(yù)摻雜層的 厚度不小于500A。
4、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)試片，其特征在于所述待監(jiān)測(cè)的離 子注入工藝注入的雜質(zhì)類型為n型時(shí)，預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為磷或砷。
5、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)試片，其特征在于所述待監(jiān)測(cè)的離 子注入工藝注入的雜質(zhì)類型為p型時(shí)，預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為硼。
6、 一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法，包括 提供與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反的襯底； 在所述襯底內(nèi)進(jìn)行預(yù)摻雜處理形成預(yù)摻雜層，且所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)類型與所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注的入雜質(zhì)類型相同，所述預(yù)摻雜層的厚度大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的注入深度；對(duì)已形成預(yù)"t參雜層的所述襯底進(jìn)行所述待監(jiān)測(cè)的離子注入； 對(duì)已進(jìn)行所述待監(jiān)測(cè)的離子注入后的襯底進(jìn)行熱退火處理； 利用四探針法^r測(cè)已進(jìn)行所述熱退火處理后的襯底。
7、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述預(yù)摻雜處理 時(shí)的離子注入能量大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入時(shí)的注入能量。
8、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述預(yù)摻雜處理 時(shí)的離子注入劑量小于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入時(shí)的注入劑量。
9、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述預(yù)摻雜處理 時(shí)的離子注入的能量在5KeV至3000KeV之間。
10、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述預(yù)摻雜層的 雜質(zhì)濃度小于所迷待監(jiān)測(cè)的離子注入時(shí)的注入濃度。
11、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于形成的所述預(yù)摻 雜層的厚度不小于500A。
12、 如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于若所迷待監(jiān)測(cè)的 離子注入工藝注入的雜質(zhì)為n型，則所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)為磷或砷；若 所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)為p型，則所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì) 為硼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子注入工藝的監(jiān)測(cè)試片，該試片具有襯底，所述襯底的雜質(zhì)類型與待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相反，此外，所述襯底內(nèi)還具有預(yù)摻雜層，且所述預(yù)摻雜層的雜質(zhì)類型與所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝注入的雜質(zhì)類型相同，所述預(yù)摻雜層的厚度大于所述待監(jiān)測(cè)的離子注入工藝的注入深度。本發(fā)明的離子注入工藝的監(jiān)測(cè)方法是利用該監(jiān)測(cè)試片實(shí)現(xiàn)的，其可以改善現(xiàn)有的淺結(jié)離子注入工藝難以監(jiān)測(cè)的問題，提高對(duì)淺結(jié)離子注入工藝的監(jiān)測(cè)力。
文檔編號(hào)H01J37/317GK101246809SQ20071003767
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者戴樹剛, 朱津泉 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司