本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法、一種陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)和一種陰影效應(yīng)的分析方法。

背景技術(shù)：

在晶體管的制備過程中，為了防止隧道效應(yīng)，通常采用一定角度的注入方式，如果所注入的區(qū)域附近剛好有其他圖形(光刻膠或其他阻擋結(jié)構(gòu))，就會(huì)導(dǎo)致陰影效應(yīng)，因此，需要對(duì)陰影效應(yīng)進(jìn)行分析以確保器件可靠性。

如圖1所示，相關(guān)技術(shù)中的陰影分析結(jié)構(gòu)的制備方法包括：在硅襯底101上形成柵氧化層102和柵極結(jié)構(gòu)103，通過調(diào)節(jié)旋涂轉(zhuǎn)速來獲得凸型面的光刻膠涂層，并在光刻后形成了不同高度的光刻膠柱104作為陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，最后采用指定角度的離子注入工藝(軌跡線如圖1中的105所示)和退火工藝處理，以分析陰影效應(yīng)。

但是，基于光刻膠旋涂工藝獲得不同高度的光刻膠柱的技術(shù)方案不可靠性較高，例如，光刻膠的粘附性和流動(dòng)性、環(huán)境濕度和溫度和硅襯底的預(yù)烘溫度等，都影響著光刻膠的平整度，另外，現(xiàn)有技術(shù)中更易獲得的是平整度高的光刻膠涂層。

因此，如何設(shè)計(jì)一種低成本且可靠性高的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方案，以分析陰影效應(yīng)成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出了一種新的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方案，通過在硅襯底的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠， 從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例，提出了一種陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：在硅襯底的正側(cè)面進(jìn)行研磨處理，以在所述硅襯底的正側(cè)面形成凹形面；在所述凹形面上形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)；在形成所述柵極結(jié)構(gòu)的凹形面上形成光刻膠涂層；根據(jù)預(yù)設(shè)版圖對(duì)所述光刻膠進(jìn)行圖形化處理，以形成任一個(gè)所述柵極結(jié)構(gòu)的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)。

在該技術(shù)方案中，通過在硅襯底的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

具體地，對(duì)于硅襯底的研磨工藝一般是結(jié)合濕法研磨和干法研磨，也即一邊對(duì)硅襯底噴涂化學(xué)試劑，一邊利用專用磨砂輪對(duì)硅襯底進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式的物理研磨，由于旋轉(zhuǎn)的離心力作用，化學(xué)試劑需要噴涂于硅襯底的中心，這就導(dǎo)致了中心區(qū)域的研磨速度快于邊緣區(qū)域，從而產(chǎn)生了凹形面的效果。

另外，在研磨形成凹形面后，需要對(duì)硅襯底進(jìn)程常規(guī)清洗，并在清洗后進(jìn)行光刻，基于光刻工藝獲得的光刻膠的上表面平整，光刻膠的下表面粘附于凹形面上，因此，形成了多個(gè)不同高度的光刻膠柱作為陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)。

而光刻膠的厚度可以通過膜厚儀進(jìn)行測(cè)量，可控性高，且工藝成本低。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述凹形面上形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，具體包括以下步驟：以溫度范圍為900～1000℃的熱氧化工藝在所述凹形面上形成柵氧化層；以溫度范圍為500～700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層；對(duì)所述多晶硅層和所述柵氧化層進(jìn)行圖形化處理，以形成所述柵極結(jié)構(gòu)。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述柵極結(jié)構(gòu)的凹形面上形成光刻膠涂層，具體包括以下步驟：控制涂膠機(jī)的噴頭對(duì)準(zhǔn)所述凹形面的法向軸；控制所述噴頭向所述凹形面噴涂光刻膠；控制用于固定所述硅 襯底的底座以指定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定轉(zhuǎn)速的速率范圍為0～6000rpm。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例，提出了一種陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，采用如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法制備而成。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)粘附于硅襯底的凹形面上，同時(shí)，至少兩個(gè)所述陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的高度不相同。

在該技術(shù)方案中，通過在硅襯底的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面的實(shí)施例，提出了一種陰影效應(yīng)的分析方法，所述陰影效應(yīng)的分析方法包括：在待分析的硅襯底上形成至少兩個(gè)硅柵結(jié)構(gòu)和任一個(gè)所述柵極結(jié)構(gòu)的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)后，以指定注入角度對(duì)所述硅襯底的注入預(yù)留區(qū)域進(jìn)行離子注入；在完成所述離子注入后，對(duì)所述硅襯底進(jìn)行退火處理，所述退火處理的溫度范圍為800～1200℃，所述退火處理的時(shí)間范圍為0～5min，其中，所述指定注入角度為所述柵極結(jié)構(gòu)的鉛垂線與所述離子注入的軌跡線之間的角度，以所述鉛垂線為起點(diǎn)時(shí)，所述軌跡線與所述側(cè)墻存在于所述鉛垂線的對(duì)側(cè)。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定注入角度的范圍為3～30°。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定注入角度的范圍為7°。

在該技術(shù)方案中，通過確定指定注入角度的范圍為7°(避免隧道效應(yīng)的最理性注入角度)，可以在最大程度避免隧道效應(yīng)的同時(shí)，對(duì)上述注入工藝造成的陰影效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確地分析。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在完成所述退火處理后，檢測(cè)所述預(yù)留區(qū)域的閾值電壓和漏電流；在確定所述閾值電壓屬于預(yù)設(shè)閾值電壓范圍，且所述漏電流屬于預(yù)設(shè)漏電流范圍時(shí)，確定所述陰影效應(yīng)在可容忍范圍。

通過以上技術(shù)方案，通過在硅襯底的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

附圖說明

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法的示意流程圖；

圖3至圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備過程的剖面示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)的分析方法的示意流程圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用第三方不同于在此描述的第三方方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合圖2至圖8對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法進(jìn)行具體說明。

如圖2至圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：步驟202，在硅襯底301的正側(cè)面進(jìn)行研磨處理，以在所述硅襯底301的正側(cè)面形成凹形面；在所述凹形面上形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)303；步驟204，在形成所述柵極結(jié)構(gòu)303的凹形面上形成光刻膠涂層；步驟206，根據(jù)預(yù)設(shè)版圖對(duì)所述光刻膠進(jìn)行圖形化處理，以形成任一個(gè)所述柵極結(jié)構(gòu)303的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304。

在該技術(shù)方案中，通過在硅襯底301的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形 面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

具體地，對(duì)于硅襯底301的研磨工藝一般是結(jié)合濕法研磨和干法研磨，也即一邊對(duì)硅襯底301噴涂化學(xué)試劑，一邊利用專用磨砂輪對(duì)硅襯底301進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式的物理研磨，由于旋轉(zhuǎn)的離心力作用，化學(xué)試劑需要噴涂于硅襯底301的中心，這就導(dǎo)致了中心區(qū)域的研磨速度快于邊緣區(qū)域，從而產(chǎn)生了凹形面的效果。

另外，在研磨形成凹形面后，需要對(duì)硅襯底301進(jìn)程常規(guī)清洗，并在清洗后進(jìn)行光刻，基于光刻工藝獲得的光刻膠的上表面平整，光刻膠的下表面粘附于凹形面上，因此，形成了多個(gè)不同高度的光刻膠柱作為陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304。

而光刻膠的厚度可以通過膜厚儀進(jìn)行測(cè)量，可控性高，且工藝成本低。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述凹形面上形成至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)303，具體包括以下步驟：以溫度范圍為900～1000℃的熱氧化工藝在所述凹形面上形成柵氧化層302；以溫度范圍為500～700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層；對(duì)所述多晶硅層和所述柵氧化層302進(jìn)行圖形化處理，以形成所述柵極結(jié)構(gòu)303。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述柵極結(jié)構(gòu)303的凹形面上形成光刻膠涂層，具體包括以下步驟：控制涂膠機(jī)的噴頭對(duì)準(zhǔn)所述凹形面的法向軸；控制所述噴頭向所述凹形面噴涂光刻膠；控制用于固定所述硅襯底301的底座以指定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定轉(zhuǎn)速的速率范圍為0～6000rpm。

如圖2至圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)，采用如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方法制備而成。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304粘附于硅襯底301的凹形面上，同時(shí)，至少兩個(gè)所述陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304的 高度不相同。

在該技術(shù)方案中，通過在硅襯底301的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

如圖2至圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陰影效應(yīng)的分析方法，包括：步驟802，在待分析的硅襯底301上形成至少兩個(gè)硅柵結(jié)構(gòu)和任一個(gè)所述柵極結(jié)構(gòu)303的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304后，以指定注入角度α對(duì)所述硅襯底301的注入預(yù)留區(qū)域進(jìn)行離子注入；步驟804，在完成所述離子注入后，對(duì)所述硅襯底301進(jìn)行退火處理，所述退火處理的溫度范圍為800～1200℃，所述退火處理的時(shí)間范圍為0～5min，其中，所述指定注入角度α為所述柵極結(jié)構(gòu)303的鉛垂線與所述離子注入的軌跡線305之間的角度α，以所述鉛垂線305為起點(diǎn)時(shí)，所述軌跡線305與所述側(cè)墻存在于所述鉛垂線的對(duì)側(cè)。

在該技術(shù)方案中，通過在硅襯底301的正側(cè)面進(jìn)行研磨以形成凹形面，并在凹形面上形成光刻膠涂層，進(jìn)而通過圖形化光刻獲得不同高度的光刻膠，從而獲得了低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)304，工藝可靠性高，兼容于標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定注入角度α的范圍為3～30°。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述指定注入角度α的范圍為7°。

在該技術(shù)方案中，通過確定指定注入角度α的范圍為7°(避免隧道效應(yīng)的最理性注入角度α)，可以在最大程度避免隧道效應(yīng)的同時(shí)，對(duì)上述注入工藝造成的陰影效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確地分析。

在上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在完成所述退火處理后，檢測(cè)所述預(yù)留區(qū)域的閾值電壓和漏電流；在確定所述閾值電壓屬于預(yù)設(shè)閾值電壓范圍，且所述漏電流屬于預(yù)設(shè)漏電流范圍時(shí)，確定所述陰影效應(yīng)在可容忍范圍。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中提出的如何設(shè)計(jì)一種低成本的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方案，以改善陰影效應(yīng)的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新的陰影效應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的制備方案，通過在柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)側(cè)壁形成側(cè)墻，僅通過一次指定注入角度的離子注入改善陰影效應(yīng)，提高了工藝的穩(wěn)定性和器件可靠性，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。