监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形及方法与流程

本发明涉及半导体器件及工艺制造领域，特别是涉及一种针对超结mosfet器件的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形及方法。

背景技术：

1、超结(super junction：sj)结构就是交替排列的n型立柱和p型立柱的结构。超结器件通过使用低电阻率的外延层，而使器件的导通电阻大幅降低。超结结构中，n型立柱中的n型杂质分布、p型立柱中的p型杂质分布、以及交替排列的n型立柱中n型杂质分布和p型立柱中p型杂质分布的匹配，会影响超结半导体器件的特性，包括其反向击穿电压和雪崩电流耐量以及关断特性。一般的超结半导体器件都采用使交替排列的n型立柱和p型立柱达到最佳电荷平衡的设计，以取得最大的反向击穿电压。

2、sj-mosfet作为高压器件，利用多个pn超结结构作为漂移层，从而提高漂移区的掺杂浓度，太大降低导通电阻。随着工艺技术的不断进步，人们为了获得更低的导通电阻，更小的元胞尺寸（pitch）、更浓外延的sj-mosfet器件成为新一代技术的发展方向。

3、目前，随着市场的发展，超结深沟槽型器件所需要用到的外延浓度越来越高，现有的wat测试p柱p-pillar-rs的testkey（也称作probepad，是连接芯片电路和测试设备的接口），已经不再准确。器件是通过pn浓度匹配方法达到最大化击穿电压的性能。因此，准确地量测pillar-rs，确定填充浓度非常重要。

4、目前wat测试pillar的testkey是在划片槽上挖4、5、6μm宽度的三个沟槽，分别对应不同元胞尺寸的产品。在划片槽内，如图1及图2所示，图1为沟槽剖面图，图2为沟槽俯视图，沟槽具有4、5、6μm宽度及100μm的长度。但是这种量测办法随着现在外延变浓的情况下，不同批次间由于沟槽形貌的差异，导致rs的波动很大，不能准确的量测，因此需要一种更精准量测的testkey图形及方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形及方法，

2、本发明所述的一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，是在晶圆上的划片槽内，沿划片线方向依次排布等间距、等深度但开口cd值渐变的多个testkey深沟槽。

3、进一步地，多个所述的testkey深沟槽，其开口cd值以0.1μm的差值逐渐增大或者缩小。

4、本发明所述的一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的方法，基于位于晶圆上划片槽内的多个testkey深沟槽，其横断面呈倒梯形；深沟槽的开口cd值是等值递增或递减；

5、测量多个所述的testkey深沟槽的参数得到rs，并换算得到多个电导g的值；

6、以cd值为x轴，电导g为y轴，形成直角坐标系；将换算出的多个电导g的值代入所述直角坐标系中，并将数据点拟合成直线。

7、进一步地，所述的电导g=1/rs=w/ρ=w*σ；所述的ρ为电阻率，σ为单位长度及单位宽度相应沟槽深度电导率，w为沟槽开口的cd值。

8、进一步地，所述拟合得到的直线，在所述的testkey深沟槽的深度和长度已知且恒定的情况下，其斜率表征了外延层的浓度大小。

9、进一步地，所述的拟合得到的直线，其与x轴的交点与所述testkey深沟槽的形貌有关，用来表征沟槽的形貌。

10、进一步地，所述的拟合得到的直线，其与y轴的交点表征损失的电导g。

11、本发明所提供的testkey沟槽及监控方法，可以用来精确化监控p-pillar的rs以及表征沟槽形貌的变化。通过测量testkey中特定图形的rs，换算为电导，结合多个渐变的沟槽的cd等参数，代入拟合曲线中，通过直线的斜率来反映出外延填充的浓度的变化，从而精确地监控p-pillar的rs。

技术特征：

1.一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：

2.如权利要求1所述的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：多个所述的testkey深沟槽，其开后cd值以0.1μm的差值逐渐增大或者缩小。

3.一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的方法，其特征在于： 基于位于晶圆上划片槽内的多个testkey深沟槽，其横断面呈倒梯形；深沟槽的开口cd值是等值递增或递减；

4.如权利要求3所述的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：所述的电导g=1/rs=w/ρ=w*σ；所述的ρ为电阻率，σ为单位长度及单位宽度相应沟槽深度电导率，w为沟槽开口的cd值。

5.如权利要求3所述的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：所述拟合得到的直线，在所述的testkey深沟槽的深度和长度已知且恒定的情况下，其斜率表征了外延层的浓度大小。

6.如权利要求3所述的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：所述的拟合得到的直线，其与x轴的交点与所述testkey深沟槽的形貌有关，用来表征沟槽的形貌。

7.如权利要求1所述的监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形，其特征在于：所述的拟合得到的直线，其与y轴的交点表征损失的电导g。

技术总结本发明公开了一种监控超结器件深沟槽内外延浓度的图形及方法，在晶圆上的划片槽内，沿划片线方向依次排布等间距、等深度但开口CD值渐变的多个Testkey深沟槽。利用所述的多个Testkey深沟槽，其横断面呈倒梯形；深沟槽的开口CD值是等值递增或递减；测量多个所述的Testkey深沟槽的参数得到Rs，并换算得到多个电导G的值；以CD值为X轴，电导G为Y轴，形成直角坐标系；将换算出的多个电导G的值代入所述直角坐标系中，并将数据点拟合成直线；所述拟合得到的直线，在所述的Testkey深沟槽的深度和长度已知且恒定的情况下，其斜率表征了外延层的浓度大小。技术研发人员：支立明,徐昊文,张国华受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25