專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體半導(dǎo)體器件以及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
集成電路制造外延淀積工藝中，根據(jù)晶體學(xué)平面生長的平面異性，一般情況下新生長的單晶會(huì)嚴(yán)格沿著襯底的原有晶向依次排序生長，但在實(shí)際的半導(dǎo)體加工過程中，夕卜延前由于圖形間臺(tái)階的形成，使外延前的表面不是完全平整，整個(gè)襯底表面的原子排列不是連續(xù)的，根據(jù)外延生長特性，這種表面不連續(xù)狀態(tài)在外延淀積時(shí)會(huì)向上傳播，外延上的圖形(Pattern)會(huì)發(fā)生圖形的位移,此圖形位移稱為外延漂移(Pattern Shift);同時(shí)，由于這種表面不連續(xù)性，外延上的圖形還會(huì)發(fā)生圖形的變形，此圖形變形稱為外延畸變(Patterndistortion)。對(duì)于〈111〉晶向而言，外延漂移主要發(fā)生在和定位邊平行的X方向，外延畸變則主要發(fā)生在和定位邊垂直的Y方向。例如，在外延生長的前道工藝中，埋層退火過程中因氧化引起的表面不連續(xù)狀態(tài)也會(huì)在外延淀積時(shí)向上傳播，外延淀積完成后表面出現(xiàn)的不連續(xù)位置相對(duì)外延下的埋層不連續(xù)位置發(fā)生橫向位移，此圖形變形稱為外延漂移。埋層時(shí)留下后續(xù)層次對(duì)位的標(biāo)記，在外延工藝中標(biāo)記也發(fā)生了漂移，同時(shí)，埋層退火過程中因氧化引起的表面不連續(xù)狀態(tài)也會(huì)在外延淀積時(shí)向上傳播，外延淀積完成后表面出現(xiàn)的不連續(xù)位置相對(duì)外延下的埋層不連續(xù)位置發(fā)生圖形變形，此圖形變形稱為外延畸變。埋層時(shí)留下后續(xù)層次對(duì)位的標(biāo)記，在外延工藝中標(biāo)記也發(fā)生了畸變，后續(xù)層次對(duì)位時(shí)需要找到前道留下的對(duì)位標(biāo)記，如果外延畸變量很大，標(biāo)記圖形將會(huì)嚴(yán)重的收縮變小，光刻就很難找到對(duì)位信號(hào)，光刻的對(duì)位精度就會(huì)很難保證甚至無法對(duì)位，綜上所述，研究外延畸變量和漂移量可以解決外延前后層次光刻對(duì)位精度的問題。目前，傳統(tǒng)的外延漂移量的計(jì)算方法是，在外延生長步驟后，在兩相鄰埋層的中央制備一隔離，退火后對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行切片，采用鉻酸腐蝕液對(duì)切片的斷面進(jìn)行30秒左右的腐蝕，如圖1所示，用高清晰度光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)等測試設(shè)備測試一埋層11到所述隔離的距離為a，另一埋層12到所述隔離130的距離為b，再測量外延層120的厚度c，則外延漂移量為(a-b) /2c。但該方法需要切片，并依賴于腐蝕液對(duì)襯底110、外延層120、隔離130腐蝕速率及腐蝕時(shí)間控制要求，且測量的過程繁瑣，特別對(duì)于采用外延層120后加工隔離130來做對(duì)比的過程，工藝流程復(fù)雜，加工完上隔離130后才確認(rèn)外延漂移量異常時(shí)，外延設(shè)備已經(jīng)加工了多爐次外延漂移異常的產(chǎn)品，監(jiān)控效率和意義不大。目前，傳統(tǒng)的外延畸變量的計(jì)算方法是在外延生長步驟前對(duì)芯片進(jìn)行切片，用高清晰度光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)等測試設(shè)備測試標(biāo)記埋層窗口尺寸C，然后，在外延生長步驟后對(duì)芯片進(jìn)行切片，用高清晰度光學(xué)顯微鏡或SEM測試標(biāo)記外延窗口尺寸d，兩者之差就是外延畸變量。如圖2所示,襯底110上具有標(biāo)記埋層窗口 111，標(biāo)記埋層窗口111的尺寸為c，在襯底110上生長外延層120，由于標(biāo)記埋層窗口 111的存在，使得外延層120生長時(shí)會(huì)產(chǎn)生標(biāo)記外延窗口 121，標(biāo)記外延窗口 121的尺寸為d，則畸變量為(c-d)。但該方法步驟繁雜，由于前后兩次切片不是在同一芯片的同一位置上，所以受芯片間加工工藝波動(dòng)影響較大，不同芯片的標(biāo)記埋層窗口 111的尺寸c之間和標(biāo)記外延窗口 121的尺寸d之間均存在一定差別，而且該方法需要在測試設(shè)備中分兩次進(jìn)行測試，受測試設(shè)備狀態(tài)波動(dòng)的影響，具有較大的測試誤差，因此，采用該傳統(tǒng)方法的精度不佳，且步驟繁瑣。因此，如何提供一種半導(dǎo)體器件，使外延漂移量和外延畸變量的測試精度高并且步驟簡單，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種半導(dǎo)體器件，采用本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的制備方法測量外延漂移量，測試精度高并且步驟簡單。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底，所述襯底具有至少一第一埋層窗口和至少一第二埋層窗口 ；阻擋層，位于所述第一埋層窗口上；保護(hù)層，位于所述阻擋層旁的所述襯底上；中間層，位于所述第一外延層上，所述保護(hù)層的上表面和所述阻擋層的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口 ；外延層，位于所述阻擋層和所述保護(hù)層以外的所述襯底上，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口。進(jìn)一步的 ，所述襯底還具有通過對(duì)所述第一埋層窗口進(jìn)行離子注入而形成的第一埋層區(qū)，以及通過對(duì)所述第二埋層窗口進(jìn)行離子注入而形成的第二埋層區(qū)。進(jìn)一步的，所述離子注入的離子為銻或砷，離子注入的劑量為1E14 1E16。進(jìn)一步的，所述保護(hù)層的材料為氧化物、氮化物、氮氧化物或多晶硅，所述保護(hù)層的厚度為3000A 10000/L進(jìn)一步的，所述阻擋層的厚度為1500人 〗0000A。進(jìn)一步的,所述外延層的厚度為ΙμπΓ ΟΟμπι。進(jìn)一步的，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距大于所述外延層的厚度。進(jìn)一步的，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距為所述外延層的厚度的1.5倍以上。進(jìn)一步的，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口的大小和形狀相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，通過制備無外延漂移的對(duì)比窗口和外延漂移的外延窗口，通過比較對(duì)比窗口和外延窗口的距離得到外延漂移量，并通過比較對(duì)比窗口和外延窗口得到外延漂移量和外延畸變量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本測量方法直接通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡直接可以觀測到，不用切片，節(jié)約成本，并達(dá)到及時(shí)監(jiān)控的效果；本實(shí)用新型可以在同一半導(dǎo)體器件的同一位置上一次性測試，不受半導(dǎo)體器件間加工工藝和測試設(shè)備狀態(tài)波動(dòng)的影響，具有良好的測試精度；并且本實(shí)用新型的方法與半導(dǎo)體器件的制備流程相吻合，不需要切片，使得本方法可以和產(chǎn)品片的制備整合在一起，無需專門的制備測試用半導(dǎo)體器件，節(jié)約成本；本實(shí)用新型的方法通過一個(gè)結(jié)構(gòu)可以同時(shí)測得外延漂移量和外延畸變量，簡單方便。2、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，在選擇性去除所述保護(hù)層、中間層和阻擋層的步驟中，使所述對(duì)比窗口保留，所述對(duì)比窗口與外延窗口的距離為所述對(duì)比窗口的中心與所述外延窗口的中心的距離，能夠避免在對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝以生長外延層的過程中外延畸變對(duì)所述對(duì)比窗口與外延窗口的大小產(chǎn)生影響，從而進(jìn)一步的避免外延畸變對(duì)所述對(duì)比窗口與外延窗口的距離產(chǎn)生影響。3、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，對(duì)所述第一埋層區(qū)域和第二埋層區(qū)域進(jìn)行離子注入，可以真實(shí)的模擬管芯區(qū)的半導(dǎo)體器件的真實(shí)情況，真實(shí)的反映半導(dǎo)體器件中的外延漂移量和外延畸變量。4、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距大于所述外延層的厚度，可以避免在生長所述外延層時(shí)，所述對(duì)比窗口邊沿會(huì)出現(xiàn)多晶的聚集，進(jìn)一步地避免聚集的多晶會(huì)積累向?qū)Ρ却翱跀U(kuò)張，從而保護(hù)對(duì)比窗口不被掩
至JHL ο5、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口的大小和形狀相同，使半導(dǎo)體器件在制備過程中，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口受形狀等影響降至最低，以減小誤差，使在相同的工藝條件下具備最佳的對(duì)比性和準(zhǔn)確性。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中測量外延漂移量方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中測量外延畸變量方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制備方法的流程圖；圖4a_圖4i為本實(shí)用新型一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制備方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型又一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本實(shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。[0036]本實(shí)用新型的核心思想在于，提供一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，所述襯底具有至少一第一埋層窗口和至少一第二埋層窗口 ；阻擋層，位于所述第一埋層窗口上；保護(hù)層，位于所述阻擋層旁的所述襯底上中間層，位于所述第一外延層上，所述保護(hù)層的上表面和所述阻擋層的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口 ；外延層，位于所述阻擋層和所述保護(hù)層以外的所述襯底上，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口，從而得到具有外延形變的所述外延窗口和沒有外延形變的所述對(duì)比窗□。進(jìn)一步，結(jié)合上述半導(dǎo)體器件，本實(shí)用新型還提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括:步驟SOl，提供襯底；步驟S02，在所述襯底的上表面生長保護(hù)層；步驟S03，選擇性去除所述保護(hù)層，暴露部分所述襯底，以在所述襯底上形成至少
一第一埋層區(qū)域和至少一第二埋層區(qū)域；步驟S04，對(duì)所述襯底進(jìn)行工藝處理，以在所述第一埋層區(qū)域和所述第二埋層區(qū)域暴露的所述襯底上形成阻擋層，同時(shí)在所述襯底和剩余的所述保護(hù)層之間形成中間層，其中，所述保護(hù)層的上表面和所述阻擋層的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口，所述中間層的下表面和所述阻擋層的下表面的相接處具有一第二臺(tái)階差，所述第一埋層區(qū)域的所述第二臺(tái)階差形成一第一埋層窗口，所述第二埋層區(qū)域的所述第二臺(tái)階差形成一第二埋層窗口；步驟S05，選擇性去除所述保護(hù)層、中間層和阻擋層，使所述對(duì)比窗口保留，并露出所述第二埋層窗口；步驟S06，在所述第二埋層窗口上制備一外延層，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口。以下列舉所述半導(dǎo)體器件的幾個(gè)實(shí)施例，以清楚說明本實(shí)用新型的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。以下結(jié)合圖3以及圖4a_圖4i具體說明本實(shí)施例中半導(dǎo)體器件以及其制備方法。其中，圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制備方法的流程圖；圖4a-圖4i為本實(shí)用新型一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的制備方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先，進(jìn)行步驟S01，提供襯底210，在本實(shí)施例中，所述襯底210具有至少一第一圖形區(qū)211和至少一第二圖形區(qū)212，如圖4a，將所述襯底210分為所述第一圖形區(qū)211和所述第二圖形區(qū)212，方便在步驟S03中只對(duì)所述第二埋層窗口進(jìn)行外延生長。其中，襯底210的材料可以是硅、鍺、II1- V族元素化合物襯底或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他半導(dǎo)體材料襯底，在本實(shí)施例中采用的是硅襯底，本實(shí)施例中采用的襯底210中可以形成有MOS場效應(yīng)晶體管、雙極型晶體管等功能器件。對(duì)于雙極性產(chǎn)品襯底主要以P (111)晶向?yàn)橹?。接著，進(jìn)行步驟S02，在所述襯底210的上表面生長保護(hù)層221。在本實(shí)施例中，所述襯底210具有至少一第一圖形區(qū)211和至少一第二圖形區(qū)212，所以較佳的，在所述襯底210的第一圖形區(qū)211和第二圖形區(qū)212的上表面生長保護(hù)層221，如圖4b，保護(hù)層221既可以在制備第一埋層窗口和第二埋層窗口時(shí)起限定形狀的作用，又可以在步驟S03時(shí)保護(hù)第一埋層窗口 251不被外延層覆蓋。所述保護(hù)層221的材料為氧化物、氮化物、氮氧化物或多晶硅，在本實(shí)施例中采用的是氧化硅，因?yàn)檠趸柙诓襟ES06中能有效地保護(hù)對(duì)比窗口的形狀不會(huì)發(fā)生變化，但保護(hù)層221的材料并不限于氧化硅，如保護(hù)層221的材料為氮化硅、氮氧化硅、多晶硅，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。所述保護(hù)層221的厚度較佳的為3000人.、_10000/\,優(yōu)選4000人、5000A, 8000A、9000A,如果保護(hù)層221厚度偏薄，在步驟S04中形成的對(duì)比窗口 251的臺(tái)階會(huì)偏低，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的測試不能分辨出對(duì)比窗口的形貌。然后，進(jìn)行步驟S03，選擇性去除所述保護(hù)層221，選擇性去除所述保護(hù)層，以在所述襯底221上形成至少一第一埋層區(qū)域241和至少一第二埋層區(qū)域242。由于在本實(shí)施例中，所述襯底210具有至少一第一圖形區(qū)211和至少一第二圖形區(qū)212，所以在所述第一圖形區(qū)211形成第一埋層區(qū)域241，并在所述第二圖形區(qū)212形成第二埋層區(qū)域242，如圖4c所示。較佳的，采用干法刻蝕的方法選擇性去除所述保護(hù)層221，用干法刻蝕的使得所述第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242的臺(tái)階坡度陡峭。較佳的，所述第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242位于所述襯底210的非管芯區(qū)，如劃片道或監(jiān)控區(qū)，且為單獨(dú)一道光刻層次，不影響管芯加工及工作性能，并能如實(shí)的反映外延生長的外延漂移量。在本實(shí)施例中，在步驟S03和步驟S04之間，還包括:對(duì)所述第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242進(jìn)行離子注入，以在第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242中的所述襯底210內(nèi)分別形成第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214，如圖4d所示，對(duì)所述第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242進(jìn)行離子注入可以真實(shí)的模擬管芯區(qū)的半導(dǎo)體器件的真實(shí)情況，真實(shí)的反映半導(dǎo)體器件中的外延漂移量。其中，所述離子注入的離子的種類和注入劑量為不作具體的限制，根據(jù)具體的工藝制定。較佳的，注入離子是銻或砷，注入劑量為IEiriEieo其中注入離子是銻或砷屬于不活躍的施主雜質(zhì)，可保證后續(xù)的高溫工藝中，第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214的雜質(zhì)不會(huì)擴(kuò)散活躍，不會(huì)導(dǎo)致第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214濃度偏淡，引起對(duì)其他器件結(jié)構(gòu)沾污、反型。其中劑量在1Ε1Γ1Ε16，劑量偏濃會(huì)導(dǎo)致退火不充分，在第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214退火時(shí)出現(xiàn)埋層染色。接著，進(jìn)行步驟S04，對(duì)所述襯底210進(jìn)行工藝處理，以在第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242暴露的所述襯底上形成阻擋層222，同時(shí)在所述襯底210和剩余的所述保護(hù)層221之間形成中間層223，其中，所述第一埋層區(qū)域241的所述保護(hù)層221的上表面和所述阻擋層222的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口 261，所述中間層223的下表面和所述阻擋層222的下表面的相接處具有一第二臺(tái)階差，所述第一埋層區(qū)域241的所述第二臺(tái)階差形成一第一埋層窗口 251，所述第二埋層區(qū)域242的所述第二臺(tái)階差形成一第二埋層窗口 252，如圖4e所示，采用本實(shí)施例的阻擋層222的方法可以在步驟S06中，有效地保護(hù)對(duì)比窗口 261不被外延層232覆蓋。較佳的，采用熱化學(xué)工藝，例如熱氧化工藝、熱氮化工藝或熱碳化工藝。本實(shí)施例中采用的是熱氧化工藝，所以本實(shí)施例所形成的阻擋層222和中間層223為氧化層，但通過熱氮化工藝形成氮化層，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。較佳的，所述阻擋層的厚度為1500人 10000人，優(yōu)選2000人、4000A, 5000A、9000人,以使第一埋層窗口 251、第二
埋層窗口 252和對(duì)比窗口都具有明顯的臺(tái)階高度。[0054]在本實(shí)施例中，由于增加了對(duì)所述第一埋層區(qū)域241和第二埋層區(qū)域242進(jìn)行離子注入的步驟，所以本實(shí)施例的熱化學(xué)工藝為熱退火工藝，但也可以在熱退火工藝之后單獨(dú)的加一步熱化學(xué)工藝。由于本實(shí)施例中的襯底210為硅，所以在進(jìn)行熱化學(xué)工藝時(shí)，當(dāng)通入氧時(shí)，第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214直接暴露在氧的氣氛中，第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214的硅直接和氧發(fā)生反應(yīng)而生長為阻擋層222，從而反應(yīng)掉第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214的一部分硅，并向外生長一部分氧化層。如圖4d所示，阻擋層222分為兩部分:向下反應(yīng)部分222a和向上生長部分222b。阻擋層222的厚度為Tl，則根據(jù)熱氧化工藝，需要反應(yīng)
0.46 X Tl厚度的硅，即向下反應(yīng)部分222a的厚度為0.46T1。同時(shí)，在所述襯底210的第一埋層區(qū)213和第二埋層區(qū)214以外的區(qū)域上，由于有保護(hù)層221覆蓋所述襯底210，所以會(huì)反應(yīng)較少的硅生成較薄的中間層223，同理，中間層223也分為兩部分:向下反應(yīng)部分223a和向上生長部分223b。中間層223的厚度為T2，需要反應(yīng)0.46XT2厚度的硅。具體的，由于阻擋層222和中間層223的厚度不同，所以對(duì)應(yīng)下方所反應(yīng)的硅厚度也不一樣，阻擋層的下反應(yīng)部分222a和中間層的下反應(yīng)部分223a形成一臺(tái)階形貌，從而保留第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252。又由于阻擋層的向上生長部分222b的與保護(hù)層221的高度不同而形成一臺(tái)階差，從而形成對(duì)比窗口 261，半導(dǎo)體工藝中正是利用這一臺(tái)階形成了各對(duì)位標(biāo)記。對(duì)比窗口 261保持了第一埋層窗口 251的大小、形狀與位置，沒有發(fā)生形變。例如，在本實(shí)施例中制備的保護(hù)層221的厚度為5000人，阻擋層222的厚度為5000人，則阻擋層222的下反應(yīng)部分222a的厚度為2300人,阻擋層的向上生長部分222b的厚度為2700人，由于中間層223的厚度很薄相對(duì)于阻擋層222可以忽略，所以，第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的臺(tái)階高度均為2300人,對(duì)比窗口 261的臺(tái)階高度均為2700人,很容易分辨。由于在選擇性去除所述保護(hù)層步驟中用干法刻蝕的使得所述第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的臺(tái)階坡 度陡峭，所以使得本步驟S04中的所述第一埋層窗口 251、第二埋層窗口 252和對(duì)比窗口 261的臺(tái)階坡度陡峭，利于后續(xù)分辨所述對(duì)比窗口 261和外延窗口 262的形狀、位置和寬度。隨后，進(jìn)行步驟S05，在本實(shí)施例中，去除所述第二圖形區(qū)212上的所述保護(hù)層221、阻擋層222和中間層223，以使第一埋層窗口 251邊緣具有保護(hù)層221和中間層223，從而保留對(duì)比窗口 261，并且在生長外延層時(shí)，保護(hù)層221和中間層223能有效地保護(hù)對(duì)比窗口 261不被外延層覆蓋，如圖4f所示。最后，進(jìn)行步驟S06，采用常規(guī)的外延工藝，在所述襯底上表面生長外延層232，由于外延生長的性質(zhì)，外延層232會(huì)復(fù)制第二埋層窗口 252的形狀但會(huì)發(fā)生漂移，以產(chǎn)生外延窗口 262，如4g所示。一般的，所述外延層232的厚度為I μ πΓ ΟΟ μ m，如5 μ m、10 μ m、20μπι、50μπι、80μπι，但不限于這個(gè)范圍。又由于在本實(shí)施例中，所述第一圖形區(qū)211上的所述保護(hù)層221、阻擋層222和中間層223沒有在步驟S05中去除，所以被保留的所述保護(hù)層221、阻擋層222和中間層223在進(jìn)行外延工藝時(shí)作為保護(hù)，使所述外延層232只形成于所述第二圖形區(qū)212的所述襯底上，所以所述對(duì)比窗口 261被保留。在本實(shí)施例中，進(jìn)行步驟S06中，在由于外延生長的性質(zhì)，第二埋層窗口 252的會(huì)同時(shí)發(fā)生外延漂移和外延畸變，X方向的形變主要體現(xiàn)為外延漂移，Y方向的形變主要體現(xiàn)為外延畸變，如圖4h所示。[0060]在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件的制備方法還包括所述半導(dǎo)體器件的外延漂移量的測量方法。首先，在步驟S04和步驟S05之間，測量所述第一埋層窗口 213與第二埋層窗口214的距離。較佳的，所述第一埋層窗口 213與第二埋層窗口 214的距離可以為所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離，以避免在步驟S06中多晶聚集和外延畸變的影響，但所述第一埋層窗口 213與第二埋層窗口 214的距離可以為所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離。在對(duì)外延漂移量的測量方法中，并不需要滿足所述第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的大小和形狀相同，因?yàn)橥庋悠屏康臏y量的關(guān)鍵在于有一對(duì)比點(diǎn)(所述第一埋層窗口 213的中心)和一漂移點(diǎn)(所述第二埋層窗口 214的中心)，不需要對(duì)所述第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的大小和形狀進(jìn)行限定。并且對(duì)比點(diǎn)和漂移點(diǎn)不一定所述第一埋層窗口 213的中心和所述第二埋層窗口 214的中心，如圖4g中對(duì)比點(diǎn)為所述第一埋層窗口 213的最左端，漂移點(diǎn)為所述第二埋層窗口214的最左端，述第一埋層窗口 213與第二埋層窗口 214的距離可以為所述第一埋層窗口213的最左端與第二埋層窗口 214的最左端的距離，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。較佳的，采用光學(xué) 顯微鏡或電子顯微鏡進(jìn)行拍照，然后經(jīng)過圖像處理進(jìn)行精確測量，也可以采用臺(tái)階儀進(jìn)行測量。在本步驟中，拍攝的照片中，由于第二臺(tái)階差的存在，可以直接看到對(duì)比窗口 261和第二埋層窗口 252，可以確定所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離。如圖4e所示，所述第一埋層窗口 213的寬度為XI，所述第二埋層窗口 214的寬度為X2，所述第一埋層窗口 213的邊緣到第二埋層窗口 214的邊緣的距離為X3，則所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離Sl=(Xl+X2)/2+X3。在本實(shí)施例中，測量所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離還可以位于在步驟S03和步驟S04之間，亦能夠測量所述第一埋層窗口 213的中心與第二埋層窗口 214的中心的距離。然后，測量所述第一埋層窗口 213與所述外延窗口 262的距離。為了避免步驟S06中多晶聚集和外延畸變的影響，所述第一埋層窗口 213與外延窗口 262的距離可以為所述第一埋層窗口 213的中心與外延窗口 262的中心的距離。較佳的,米用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡進(jìn)行拍照，然后經(jīng)過圖像處理進(jìn)行精確測量，也可以采用臺(tái)階儀進(jìn)行測量。在本實(shí)施例中，由于所述第一埋層窗口 213上具有沒有發(fā)生外延形變的對(duì)比窗口 261，及對(duì)比窗口 261保持了所述第一埋層窗口 213的原有位置，所以在本步驟中，由于第二臺(tái)階差的存在，拍攝的照片中可以直接看到對(duì)比窗口 261和外延窗口 262，如圖4g所示，對(duì)比窗口 261和外延窗口 262的距離即為所述第一埋層窗口 213與所述外延窗口 262的距離。所述對(duì)比窗口 261的寬度為X4，所述外延窗口 262的寬度為X5，所述對(duì)比窗口 261的邊緣到外延窗口 262的邊緣的距離為X6，則所述對(duì)比窗口 261的中心與外延窗口 262的中心的距離S2=(X4+X5)/2+X6。最后，計(jì)算外延生長中的外延漂移量，在本實(shí)施例中，所述對(duì)比窗口 261未發(fā)生外延漂移，所述外延窗口 262發(fā)生外延漂移，則外延漂移量
V2 - S iS = 1 "，其中H為外延層232的厚度，外延層232的厚度H可采用常規(guī)的方法
H
測得。其中外延漂移量S的正負(fù)表示漂移的方向，當(dāng)外延漂移量S為正，說明外延的漂移沿著X軸的正方向，當(dāng)外延漂移量S為負(fù)，說明外延的漂移沿著X軸的負(fù)方向，如圖4g所示。[0066]在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件的制備方法還包括所述半導(dǎo)體器件的外延畸變量的測量方法。在對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝以生長外延層步驟之后，測量所述對(duì)比窗口 261的寬度X9和外延窗口 262的寬度X10，經(jīng)對(duì)比得到外延生長中的畸變量，如圖4h和圖4i所示，其中圖4h為圖4g的俯視圖，圖4i為所述半導(dǎo)體器件在Y方向上的剖視圖。較佳的，采用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡進(jìn)行拍照，然后經(jīng)過圖像處理進(jìn)行精確測量，也可以采用臺(tái)階儀進(jìn)行測量。在本實(shí)施例中，第一埋層窗口 251的寬度和第二埋層窗口 252的寬度的大小一樣，又由于第一埋層窗口 251的寬度和對(duì)比窗口 261的寬度一樣,所以對(duì)比窗口 261的寬度和第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的寬度的大小一樣，即對(duì)比窗口 261的寬度X9和外延窗口 262的寬度XlO之差為畸變量。在本實(shí)施例的外延畸變量的測量方法中，所述第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的大小和形狀相同，使半導(dǎo)體器件在制備過程中，減小所述對(duì)比窗口 261和外延窗口 262受形狀等影響降至最低，以減小誤差，使在相同的工藝條件下具備最佳的對(duì)比性和準(zhǔn)確性。當(dāng)所述第一埋層窗口 251和第二埋層窗口 252的大小和形狀相同時(shí)，所述畸變量為所述對(duì)比窗口 261的寬度和外延窗口 262的寬度之差。由于在本實(shí)施例中，在步驟S03中，去除了所述第二圖形區(qū)212上的所述保護(hù)層221、阻擋層222和中間層223，而保留了所述第一圖形區(qū)211上的所述保護(hù)層221、阻擋層222和中間層223，在進(jìn)行對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝以生長外延層步驟時(shí)，外延層232與所述保護(hù)層221和中間層223接觸的邊緣會(huì)發(fā)生多晶的聚集，多晶的聚集會(huì)通過覆蓋所述保護(hù)層221向所述第二圖形區(qū)211內(nèi)部擴(kuò)張，如果所述第一埋層窗口 251的邊緣到所述外延層232的邊緣的間距過小，外延層232會(huì)完全覆蓋所述保護(hù)層221，從而可能覆蓋所述對(duì)比窗口 231。在本實(shí)施例中，為防止在步驟S06中，外延層232的生長會(huì)覆蓋所述對(duì)比窗口 231而改變所述對(duì)比窗口 231的大小，所述第一埋層窗口 251的邊緣到所述外延層232的邊緣的間距大于所述外延層232的厚度。優(yōu)選的，所述第一埋層窗口 251的邊緣到所述外延層232的邊緣的間距為所述外延層232的厚度的1.5倍以上。當(dāng)所述第一埋層窗口 251的邊緣到所述外延層232的邊緣的間距為所述外延層232的厚度的1.5倍以上時(shí)，能更好地避免外延層232的生長覆蓋所述對(duì)比窗口 231，以保持所述對(duì)比窗口 231的大小不變。由于在本實(shí)施例中，所述第一埋層窗口 251的邊緣到所述外延層232的邊緣的間距大于所述外延層232的厚度，外延層232的生長不會(huì)覆蓋所述對(duì)比窗口 231，所以，在本實(shí)用新型中，所述第一埋層窗口 213與第二埋層窗口 214的距離也可以為所述第一埋層窗口213的邊緣與第二埋層窗口 214的邊緣的距離，對(duì)應(yīng)的，所述對(duì)比窗口 261與外延窗口 262的距離為所述對(duì)比窗口 261的邊緣與外延窗口 262的邊緣的距離。在本實(shí)施例中，所述第二埋層窗口 252的寬度(Y方向)大于所述外延層232的厚度H，可以防止在步驟S06中，外延層232中的所述外延窗口 262由于發(fā)生外延畸變而被淹沒，從而無法檢測到，如當(dāng)所述第二埋層窗口 252的寬度為所述外延層232的厚度H的1.5倍以上時(shí)，能更好地避免所述外延窗口 262被淹沒。但所述第二埋層窗口 252的寬度X2不需要一定滿足大于所述外延層232的厚度H的條件，只要能所述第二埋層窗口 252的寬度X2保證所述外延窗口 262被淹沒即可。在本實(shí)施例中，所述第一埋層窗口 251的寬度等于所述第二埋層窗口 252的寬度，所以，所述第一埋層窗口 251的寬度也大于所述外延層232的厚度H。[0071]采用本實(shí)施例制備的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)如圖4g，襯底210，所述襯底210具有至少一第一圖形區(qū)211和至少一第二圖形區(qū)212，所述第一圖形區(qū)211內(nèi)具有第一埋層窗口251，所述第二圖形區(qū)212內(nèi)具有第二埋層窗口 252 ;第一圖形區(qū)外延層，位于所述襯底的第一圖形區(qū)211上，所述第一圖形區(qū)外延層包括保護(hù)層221，阻擋層222，以及中間層223，所述阻擋層222位于所述第一埋層窗口 251上，所述中間層223位于所述第一埋層窗口 251以外的所述第一圖形區(qū)211上，所述保護(hù)層221位于所述中間層223上，所述阻擋層222上具有對(duì)比窗口 261,所述對(duì)比窗口 261與所述第一埋層窗口 213的大小、尺寸一致；外延層262,位于所述襯底210的第二圖形區(qū)212上，所述外延層232具有所述第二埋層窗口 252經(jīng)外延生長后的外延窗口 262。在本實(shí)施例中，也可以在步驟S05之中，去除所述第一圖形區(qū)上的部分所述保護(hù)層和部分所述中間層，同時(shí)去除所述第二圖形區(qū)上的所述保護(hù)層、保護(hù)層和中間層，同樣可以在步驟S06時(shí)保留所述對(duì)比窗口 261，可以用于對(duì)外延漂移量和外延畸變量的測量，如圖5所示，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。在本實(shí)施例中，第一圖形區(qū)211和第二圖形區(qū)212的個(gè)數(shù)、排列關(guān)系不受具體限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要選擇合適的尺寸、個(gè)數(shù)和間距?？梢灾赋龅氖牵谶x擇較多的尺寸、個(gè)數(shù)和間距，并按本實(shí)施例方法可以有更多數(shù)據(jù)研究外延工藝中的外延漂移量等相關(guān)現(xiàn)象。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件還可以包括一些需要制備的功能器件，如CMOS管、二極管等，當(dāng)需要檢測該半導(dǎo)體器件的外延漂移量時(shí)，將該半導(dǎo)體器件放置于測試設(shè)備進(jìn)行測試，如果該半導(dǎo)體器件的外延漂移量符合要求，該半導(dǎo)體器件可以繼續(xù)進(jìn)行下一步工藝流程，繼續(xù)功能器件的制備，無需切片、報(bào)廢，節(jié)約成本。本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，如在所述襯底上制備一外延層的步驟中，將第一埋層窗口 251用光刻膠覆蓋，然后在襯底210上生長外延層232，由于外延生長的特性，所述外延層232具有所述第二埋層窗口 252經(jīng)外延生長后的外延窗口 262，再通過氧化工藝將第一埋層窗口 251上的光刻膠去除，暴露出第一埋層窗口 251，同樣直接通過對(duì)比第一埋層窗口 251和外延窗口 262的寬度或距離，得到外延畸變量或外延漂移量，亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。綜上所述，本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，所述襯底具有至少一第一圖形區(qū)和至少一第二圖形區(qū)，所述第一圖形區(qū)內(nèi)具有第一埋層窗口，所述第二圖形區(qū)內(nèi)具有第二埋層窗口 ；阻擋層，位于所述第一埋層窗口上，所述阻擋層上具有對(duì)比窗口，所述對(duì)比窗口與所述第一埋層窗口的大小、尺寸一致；外延層，位于所述襯底的第二圖形區(qū)上，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，通過制備無外延漂移的對(duì)比窗口和外延漂移的外延窗口，通過比較對(duì)比窗口和外延窗口的距離得到外延漂移量，并通過比較對(duì)比窗口和外延窗口得到外延漂移量和外延畸變量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本測量方法直接通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡直接可以觀測到，不用切片，節(jié)約成本，并達(dá)到及時(shí)監(jiān)控的效果；本實(shí)用新型可以在同一半導(dǎo)體器件的同一位置上一次性測試，不受半導(dǎo)體器件間加工工藝和測試設(shè)備狀態(tài)波動(dòng)的影響，具有良好的測試精度；并且本實(shí)用新型的方法與半導(dǎo)體器件的制備流程相吻合，不需要切片，使得本方法可以和產(chǎn)品片的制備整合在一起，無需專門的制備測試用半導(dǎo)體器件，節(jié)約成本；本實(shí)用新型的方法通過一個(gè)結(jié)構(gòu)可以同時(shí)測得外延漂移量和外
延畸變量，簡單方便。2、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，在選擇性去除所述保護(hù)層、中間層和阻擋層的步驟中，使所述對(duì)比窗口保留，所述對(duì)比窗口與外延窗口的距離為所述對(duì)比窗口的中心與所述外延窗口的中心的距離，能夠避免在對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝以生長外延層的過程中外延畸變對(duì)所述對(duì)比窗口與外延窗口的大小產(chǎn)生影響，從而進(jìn)一步的避免外延畸變對(duì)所述對(duì)比窗口與外延窗口的距離產(chǎn)生影響。3、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，對(duì)所述第一埋層區(qū)域和第二埋層區(qū)域進(jìn)行離子注入，可以真實(shí)的模擬管芯區(qū)的半導(dǎo)體器件的真實(shí)情況，真實(shí)的反映半導(dǎo)體器件中的外延漂移量和外延畸變量。4、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距大于所述外延層的厚度，可以避免在生長所述外延層時(shí)，所述對(duì)比窗口邊沿會(huì)出現(xiàn)多晶的聚集，進(jìn)一步地避免聚集的多晶會(huì)積累向?qū)Ρ却翱跀U(kuò)張，從而保護(hù)對(duì)比窗口不被掩
至JHL ο5、本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口的大小和形狀相同，使半導(dǎo)體器件在制備過程中，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口受形狀等影響降至最低，以減小誤差，使在相同的工藝條件下具備最佳的對(duì)比性和準(zhǔn)確性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 襯底，所述襯底具有至少一第一埋層窗口和至少一第二埋層窗口； 阻擋層，位于所述第一埋層窗口上； 保護(hù)層，位于所述阻擋層旁的所述襯底上； 中間層，位于所述第一外延層上，所述保護(hù)層的上表面和所述阻擋層的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口 ； 外延層，位于所述阻擋層和所述保護(hù)層以外的所述襯底上，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述襯底還具有通過對(duì)所述第一埋層窗口進(jìn)行離子注入而形成的第一埋層區(qū)，以及通過對(duì)所述第二埋層窗口進(jìn)行離子注入而形成的第二埋層區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述離子注入的離子為銻或砷，離子注入的劑量為1E14 1E16。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述保護(hù)層的材料為氧化物、氮化物、氮氧化物或多晶娃，所述保護(hù)層的厚度為3000人 10000人。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述阻擋層的厚度為1500A-1OOOOA0
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述外延層的厚度為Iym 100 μ m0
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距大于所述外延層的厚度。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一埋層窗口的邊緣到所述外延層的邊緣的間距為所述外延層的厚度的1.5倍以上。
9.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一埋層窗口和第二埋層窗口的大小和形狀相同。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，所述襯底具有至少一第一埋層窗口和至少一第二埋層窗口；阻擋層，位于所述第一埋層窗口上；保護(hù)層，位于所述阻擋層旁的所述襯底上；中間層，位于所述第一外延層上，所述保護(hù)層的上表面和所述阻擋層的上表面的相接處具有一第一臺(tái)階差，所述第一臺(tái)階差形成一對(duì)比窗口；外延層，位于所述阻擋層和所述保護(hù)層以外的所述襯底上，所述外延層具有所述第二埋層窗口經(jīng)外延生長后的外延窗口。采用本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件測量外延漂移量和外延畸變量，測試精度高并且步驟簡單。
文檔編號(hào)H01L29/06GK202957248SQ20122058713
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者楊彥濤, 李小峰, 王平, 張佼佼, 蔣敏 申請(qǐng)人:杭州士蘭集成電路有限公司