一种PETEOS膜内电荷的监测方法与流程

本发明属于集成电路监测，具体涉及一种peteos膜内电荷的监测方法。

背景技术：

1、peteos膜内电荷测试的目的是为了评估peteos膜层中的电荷分布情况。通过测试不同电压下的膜内电荷，可以了解膜层中可动电荷和固定电荷的数量和分布，从而评估膜层的电学性能和稳定性。这对于研究peteos膜层的制备工艺、性质和应用具有重要的意义。

2、在现有技术中没有peteos膜内电荷测试的相关方法，对于膜质电荷测试的相关方法，目前只有对热氧化层进行测试，方法为采用c-v等效电路模型原理，即通过制备热氧化层的mos结构电容，通过c-v测试得到膜内电荷如固定电荷和可动电荷，由于热氧化层和peteos均为氧化层，无法直接进行用c-v等效电路模型原理对peteos进行监测，因此本申请预期一种能够简单准确高效的peteos膜内电荷的监测方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种peteos膜内电荷的监测方法，能够简单准确高效的对peteos膜内电荷进行监测。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种peteos膜内电荷的监测方法，包括以下步骤：

4、在n型硅片上生长二氧化硅、淀积peteos膜质和金属铝，形成mos结构电容的类mos结构；

5、在类mos结构进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺，形成类mos结构电容；

6、对类mos结构电容进行c-v测试，得到peteos膜质的膜内电荷如固定电荷和可动电荷。

7、进一步的，所述在n型硅片上生长二氧化硅之前对n型硅片进行清洗，去除n型硅片表面的污垢和杂质。

8、进一步的，所述在n型硅片上生长二氧化硅的过程采用热氧化法实现，其过程包括以下步骤：

9、将反应式的温度升高到预设反应温度；

10、引入化学物质，所述化学物质包括氧气；

11、在高温下，化学物质生成二氧化硅并生长在n型硅片表面；

12、降温后完成生长二氧化硅的过程。

13、进一步的，所述淀积peteos膜质的过程为：

14、采用等离子增强型化学气相淀积方法，将teos和氧气通过等离子化学气相淀积的方法，淀积在有二氧化硅的n型硅片表面。

15、进一步的，所述淀积金属铝的过程采用物理气相沉积法，其包括以下步骤：

16、将反应式的温度升高到预设反应温度；

17、引入化学物质，所述化学物质包括铝靶材和氩气；

18、在高真空下，铝靶材在氩气的物理轰击下进行物理气相淀积，生成金属铝并沉积在基材的表面；

19、降温，将反应室内的温度降低到预设温度，完成淀积金属铝。

20、进一步的，所述进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺的过程为：

21、对金属铝表面进行清洗和干燥，去除表面的污垢和水分；

22、将光刻胶涂覆在金属铝表面，形成一层光刻胶层；

23、使用光刻机将光刻胶曝光，使得金属铝表面的预设区域被曝光，并采用显影液将曝光的区域显影；

24、使用化学刻蚀剂或物理方法对显影后的金属铝表面进行刻蚀，去除未被光刻胶保护的金属铝；

25、将剩余的光刻胶去除，完成金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺。

26、进一步的，所述在类mos结构进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺，形成类mos结构电容后，进行修复金属铝刻蚀工艺损伤，包括以下步骤：

27、将需要修复的刻蚀损伤的金属铝表面清洁干净；

28、将需要修复的金属铝样品放置在预设的温度和环境中进行退火处理；

29、在预设的温度和时间内进行退火处理，使金属铝表面发生再结晶过程；

30、在退火处理结束后，进行冷却、清洗和干燥。

31、进一步的，所述对类mos结构电容进行c-v测试，得到peteos膜质的膜内电荷如固定电荷和可动电荷的过程为：

32、在类mos结构电容两端施加直流偏压，同时利用一个高频信号和一个低频信号，分别在室温和高温条件下进行测量；

33、测试类mos结构电容在室温和高温条件下的高频信号和低频信号的直流电压和电流；

34、根据测量得到的室温和高温条件下高频和低频的电容值和电压，得到室温和高温条件下高频和低频测试曲线的可动电荷和固定电荷。

35、进一步的，所述根据测量得到高温和低温条件下高频和低频的电容值和电压，得到可动电荷和固定电荷的过程为：

36、电容值c和电压v之间的关系为：

37、c＝ε0*εr*a/d；

38、其中，ε0是真空中的介电常数，εr是相对介电常数，a是电容极板面积，d是电容极板之间的距离；

39、当在类mos结构电容端施加直流偏压v时，通过测量高温和室温条件高频和低频的电容-电压曲线得到电容值c，得到可动电荷和固定电荷。

40、进一步的，所述得到室温和高温条件下高频和低频测试曲线的可动电荷和固定电荷的过程为：

41、可动电荷qm和固定电荷qf为：

42、qm＝σc*a；

43、qf＝(wms-vfb)*cox*a；

44、其中，σc是高温条件下高频测试曲线和低频测试曲线电容偏差之和，cox是常温条件下低频条件测试的电容值,vfb是常温条件下平带电容对应的电压值，通过c-v测试在高温和常温的高频和低频下测得,wms为金属和peteos的功函数差，a为测试的类mos电容面积。

45、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

46、本发明提供一种peteos膜内电荷的监测方法，包括以下步骤：在n型硅片上生长二氧化硅、淀积peteos膜质和金属铝，形成mos结构电容的类mos结构；在类mos结构进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺，形成类mos结构电容；对类mos结构电容进行c-v测试，得到peteos膜质的膜内电荷如固定电荷和可动电荷；本申请采用c-v等效模型电路，建立peteos膜内电荷监控流程，将peteos制备为mos结构，能够简单准确高效的得到peteos膜内电荷。

技术特征：

1.一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述在n型硅片上生长二氧化硅之前对n型硅片进行清洗，去除n型硅片表面的污垢和杂质。

3.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述在n型硅片上生长二氧化硅的过程采用热氧化法实现，其过程包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述淀积peteos膜质的过程为：

5.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述淀积金属铝的过程采用物理气相沉积法，其包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺的过程为：

7.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述在类mos结构进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺，形成类mos结构电容后，进行修复金属铝刻蚀工艺损伤，包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述对类mos结构电容进行c-v测试，得到peteos膜质的膜内电荷如固定电荷和可动电荷的过程为：

9.根据权利要求1所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述根据测量得到高温和低温条件下高频和低频的电容值和电压，得到可动电荷和固定电荷的过程为：

10.根据权利要求9所述一种peteos膜内电荷的监测方法，其特征在于，所述得到室温和高温条件下高频和低频测试曲线的可动电荷和固定电荷的过程为：

技术总结
本发明提供一种PETEOS膜内电荷的监测方法，包括以下步骤：在N型硅片上生长二氧化硅、淀积PETEOS膜质和金属铝，形成MOS结构电容的类MOS结构；在类MOS结构进行金属铝光刻和金属铝刻蚀工艺，形成类MOS结构电容；对类MOS结构电容进行C‑V测试，得到PETEOS膜质的膜内电荷如固定电荷和可动电荷；本申请采用C‑V等效模型电路，建立PETEOS膜内电荷监控流程，将PETEOS制备为MOS结构，能够简单准确高效的得到PETEOS膜内电荷。

技术研发人员：马朝柱,王刚平,李博,虞丹,张旭杰,赵沫沫
受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29