一种样品制备方法与流程

本申请涉及半导体，涉及但不限于一种样品制备方法。

背景技术：

1、三维原子探针(atom probe tomography，apt)是一种具有原子级空间分辨率的测量和分析方法。在进行三维原子探针测量时，样品的直径需要足够小，从而可以使得在较低的电压下，诱导样品中的原子蒸发，进而实现对样品中的检测原子进行测量。检测时，使样品作为阳极接入正高压，样品顶端的原子处于待电离状态，在样品顶端叠加脉冲电压或脉冲激光，其表面原子就会发生电离并蒸发，即该元素被析出。利用飞行时间质谱仪测定蒸发离子的质量电荷比值从而得到该离子的质谱峰，以确定蒸发离子的元素种类，用位置敏感探头记录飞行离子在样品顶端表面的二维坐标，通过离子在纵向的逐层积累，确定该离子的纵向坐标，进而能够生成样品不同种类的原子的三维空间分布图像。

2、动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)中的存储电容包括上电极层、下电极层和介质层，相关技术中通常采用在介质层中掺杂硅(si)等元素的方式，提高介质层的介电常数，进而提高存储电容的电容量。而三维原子探针用于测量介质层中掺杂元素的浓度和分布，以确定掺杂效果。由于存储电容的直径很小，每两个存储电容之间的距离很近，且每两个介质层之间存在多层不同的材料，导致在用聚焦离子束(focused ionbeam，fib)制备三维原子探针测试样品时，受到多层不同材料原子结合能，原子量以及材料的晶体结构等因素的影响，制样时很难进行均匀环切，使样品表面非常粗糙甚至产生毛刺，实验时出现副尖，影响测量结果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种样品制备方法。

2、本申请实施例提供一种样品制备方法，包括：提供待检测样品；在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区；对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。

3、本申请实施例中，通过腐蚀待检测样品中的非检测区，得到独立的检测区；之后对独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。在待检测样品为包括电容柱的半导体器件的情况下，由于预处理样品对应一个独立的电容柱，而每个电容柱的直径小于100nm，在利用聚焦离子束制备三维原子探针测试的样品时，可以不用环切，直接对独立的电容柱进行测试，从而解决由于环切不均匀导致影响测量结果的问题。

技术特征：

1.一种样品制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述待检测样品的表面确定具有第一预设尺寸的目标区和位于所述目标区周围具有第二预设尺寸的预处理区域，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待检测样品为包括电容柱的半导体器件；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设深度为500至1000nm。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述腐蚀所述目标区中的非检测区，得到独立的所述检测区，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中氢氟酸、硝酸和纯水的体积比为(0.5至1.5)：(2.5至3.5)：(3.5至4.5)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将原位纳米操纵杆与目标检测区的上表面焊接，其中，所述目标检测区为所述独立的检测区中的一个检测区，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一焊接金属包括钨或铂。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述沉积第一焊接金属的厚度为200至400nm。

12.根据权利要求9至11任一项所述的方法，其特征在于，在得到所述预处理样品之后，还包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述沉积第二焊接金属的厚度为200至400nm，所述沉积第二焊接金属的面积为(100至300)nm*(100至300)nm。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二焊接金属包括钨或铂。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述最终测量样品的直径小于100nm。

技术总结
本申请实施例提供一种样品制备方法，包括：提供待检测样品；在所述待检测样品的表面确定一个检测区和包围每一所述检测区的非检测区；腐蚀所述非检测区，得到独立的所述检测区；对所述独立的检测区进行预处理，得到预处理样品。

技术研发人员：王路广,左文佳
受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13