CIS器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构及方法与流程

cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构及方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构及方法。


背景技术：

2.一块芯片从下线生产到出货，中间经过多道工艺步骤，每一步都有产生缺陷的可能。
3.cis产品由于浅沟槽隔离结构采用高密度等离子化学气相淀积hdp(high density plasma高温等离子体)，等离子体提供反应所需活化能，可以在一个较低的温度下进行，降低了热负载。然而，这种cis的形成方法的缺点是浅沟槽隔离结构容易产生颗粒，且填充能力相对harp较低，易引起浅沟槽隔离结构出现空洞，此外，浅沟槽隔离结构刻蚀以及有源区浅沟槽扩张也会影响浅沟槽隔离结构的hdp填充情况进使得浅沟槽隔离结构在内部或者表面形成空洞。浅沟槽隔离结构的空洞又是cis产品前段重要的良率损失来源。当前cis产品sin rm发现的空洞一般位于两条较短有源区之间的浅沟槽隔离结构上，该缺陷会造成sram失效，失效率接近100％。失效分析结果显示与cvd在填充浅沟槽隔离结构氧化物时过早收口形成，这与一般和前期浅沟槽隔离结构沟槽的深宽比以及cvd的填充能力有关。
4.现有技术的浅沟槽隔离结构失效分析采取的扫描方式，该种方式易受到检测手法、检测机台的局限以及扫描的晶圆有限，检测成本高，耗时长，灵敏度较低。对非指定的区域存在监控盲区。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法，可以不会受到检测手法、检测机台的局限以及范围的影响，检测成本低，耗时短，灵敏度高。
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构，包括：
7.位于切割道内的n型阱区；
8.位于所述n型阱区内的浅沟槽隔离结构和n型漏区，所述n型漏区与所述浅沟槽隔离结构具有一定的距离，所述浅沟槽隔离结构的宽度满足设计的最小尺寸；
9.位于所述浅沟槽隔离结构的表面的栅氧化物层；以及
10.位于所述栅氧化物层的表面的栅极。
11.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构中，所述切割道位于所述cis器件的周围。
12.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构中，所述n型漏区的表面还具有硅化物。
13.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构中，所述浅沟槽隔离结构缺陷检测结构与所述cis器件一同形成。
14.本发明提供了一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法，包括：
15.向浮栅施加第一电压，所述第一电压的值从低向高变化；
16.向n型漏区施加第二电压，所述第一电压的值大于或等于所述第二电压的值；以及
17.测试所述浅沟槽隔离结构的电容值，若所述电容值发生突变，则认为所述浅沟槽隔离结构具有缺陷。
18.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法中，所述第一电压的取值范围为0v～6v。
19.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法中，所述第一电压的初始值为0v，所述第一电压的值从0逐渐增大。
20.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法中，所述第二电压的取值为0。
21.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法中，判断所述电容值发生突变的方法包括：
22.获取不同电压下的电容值，以形成所述电容值与电压的曲线；
23.若所述曲线的斜率发生突变，则认为所述电容值发生突变。
24.可选的，在所述的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法中，所述缺陷包括空洞和颗粒。
25.在本发明提供的cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构及方法中，结构包括：位于切割道内的n型阱区；位于n型阱区内的浅沟槽隔离结构和n型漏区，n型漏区与浅沟槽隔离结构具有一定的距离，浅沟槽隔离结构的宽度满足设计的最小尺寸；位于浅沟槽隔离结构的表面的栅氧化物层；位于栅氧化物层的表面的栅极。方法包括：向浮栅施加第一电压，所述第一电压的值从低向高变化；向n型漏区施加第二电压，所述第一电压的值大于或等于所述第二电压的值；测试所述浅沟槽隔离结构的电容值，若所述电容值发生突变，则认为所述浅沟槽隔离结构具有缺陷。通过这种方法检测浅沟槽隔离结构是否具有缺陷，可以不会受到检测手法、检测机台的局限以及范围的影响，检测成本低，耗时短，灵敏度高。
附图说明
26.图1是本发明实施例的cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构的示意图；
27.图2是本发明实施例的cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法的流程图；
28.图中：110-n型阱区、120-浅沟槽隔离结构、130-n型漏区、140-栅氧化物、150-栅极。
具体实施方式
29.下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
30.在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
31.cis(cmos image sensor)器件是一种广泛使用的器件，如果出现不良，将会影响cis器件的使用。例如，其中的浅沟槽隔离结构就可能在内部和表面出现空洞，同时也可能在表面出现颗粒，空洞和颗粒都是缺陷，这些缺陷都是会影响浅沟槽隔离结构的隔离效果，从而影响整个cis的良率。现有技术的浅沟槽隔离结构失效分析采取的扫描方式，该种方式易受到检测手法、检测机台的局限以及扫描的晶圆有限，检测成本高，耗时长，灵敏度较低。对非指定的区域存在监控盲区。因此，本发明在切割道内形成一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构，在形成cis芯片的同时，形成检测结构。每个cis器件周围均围绕着一个切割道，因此，每个cis器件都有一个浅沟槽隔离结构缺陷检测结构。不需要额外的扫描器件检测非常方便，且不存在盲区。
32.具体的，请参照图1，本发明提供了一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构，包括：
33.位于切割道内的n型阱区110；
34.位于n型阱区110内的浅沟槽隔离结构120和n型漏区130，n型漏区130与浅沟槽隔离结构120具有一定的距离，浅沟槽隔离结构120的宽度满足设计的最小尺寸；
35.位于浅沟槽隔离结构120的表面的栅氧化物层130；以及
36.位于栅氧化物层130的表面的栅极140。
37.优选的，切割道位于cis器件的周围。浅沟槽隔离结构缺陷检测结构与cis器件一同形成。本发明提供的cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构位于切割道内，具体包括n型阱区110，位于n型阱区110内的浅沟槽隔离结构120，位于n型阱区110内的n型漏区130，以及位于n型漏区130的表面的硅化物。n型漏区130与浅沟槽隔离结构120有一定的距离。还包括位于n型阱区110以及浅沟槽隔离结构120的表面的栅氧化物140以及位于栅氧化物140上的栅极150。浅沟槽隔离结构120的表面和剩余的n型阱区110的表面齐平。栅氧化物140可以是二氧化硅，栅极150可以是多晶硅。其中，浅沟槽隔离结构120与栅氧化物140接触的宽度满足设计的最小尺寸，这里的宽度指在垂直于切割道的径向对测试结构进行切片时，此时的浅沟槽隔离结构的表面(浅沟槽隔离结构120与栅氧化物140接触)的宽度。因为cis器件的浅沟槽隔离结构的宽度大于或等于设计的最小尺寸，因此，如果这个测试结构的浅沟槽隔离结构没有缺陷，则cis器件内的浅沟槽隔离结构就没有缺陷。
38.针对cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构，需要一个检测方法，因此，请参照图2，本发明提供了一种cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测方法，包括：
39.s11：向浮栅施加第一电压，第一电压的值从低向高变化；
40.s12：向n型漏区施加第二电压，第一电压的值大于或等于第二电压的值；以及
41.s13：测试浅沟槽隔离结构的电容值，若电容值发生突变，则认为浅沟槽隔离结构具有缺陷。
42.优选的，第一电压的取值范围为0v～6v，第一电压的初始值为0v，第一电压的值从0逐渐增大，第一电压可以通过探针接触的形式加在栅极上。第二电压的取值为0，并且恒为0。第二电压可以通过探针接触的形式加在n型漏区的表面即硅化物上。同时，又通过两个探针测试栅极和n型漏区之间的电容值，栅极和n型漏区之间的电容值最主要的包括浅沟槽隔离结构的电容值，并且栅极和n型漏区之间的电容值的变化主要是因为浅沟槽隔离结构导致的变化，所以可以将栅极和n型漏区之间的电容值衡量浅沟槽隔离结构的电容值。由于第
一电压在逐渐增加，可以每隔一个时间点娶一个电容值，这样，随着第一电压的值的增加，可以得到一个电容值-电压曲线，即c-v曲线，然后判断这个曲线的斜率。例如，在0.5v的时候取一个电容值，并且获取0v～0.5v之间的斜率，再获得0.5v～1v的斜率，如果发现0.5v～1v的斜率比起0v～0.5v之间的斜率突然大幅度增加或者说大幅度降低，就说明浅沟槽隔离结构的电容值发生了突变，浅沟槽隔离结构具有空洞或颗粒，则证明该检测结构对应的cis的浅沟槽隔离结构具有空洞或颗粒。使用这种方法可以提前测试一个良好浅沟槽隔离结构的c-v曲线图，用来验证晶圆上其他相同芯片的检测结构是否有问题，同时，可以用来判断一批次的芯片是否有问题。因此，整个方法不会受到检测手法、检测机台的局限以及范围的影响，检测成本低，耗时短，灵敏度高。
43.本发明实施例中，判断电容值发生突变的方法包括：获取不同电压下的电容值，以形成电容值与电压的曲线；若曲线的斜率发生突变，则认为电容值发生突变。
44.本发明实施例中，缺陷包括空洞和颗粒。存储的电子量越来越多，曲线是以一定斜率出现的。空洞可能存在浅沟槽隔离结构的内部和表面。颗粒一般存在浅沟槽隔离结构的表面。出现空洞时，c-v曲线的斜率和出现颗粒时，c-v曲线的斜率也是不一样的，但是只要出现电容值突变就可以认为是浅沟槽隔离结构的缺陷引起的。
45.综上，在本发明实施例提供的cis器件的浅沟槽隔离结构缺陷检测结构及方法中，结构包括：位于切割道内的n型阱区；位于n型阱区内的浅沟槽隔离结构和n型漏区，n型漏区与浅沟槽隔离结构具有一定的距离，浅沟槽隔离结构的宽度满足设计的最小尺寸；位于浅沟槽隔离结构的表面的栅氧化物层；位于栅氧化物层的表面的栅极。方法包括：向浮栅施加第一电压；向浮栅施加第一电压，第一电压的值从低向高变化；向n型漏区施加第二电压，第一电压的值大于或等于第二电压的值；测试浅沟槽隔离结构的电容值，若电容值发生突变，则认为浅沟槽隔离结构具有缺陷。通过这种方法检测浅沟槽隔离结构是否具有缺陷，可以不会受到检测手法、检测机台的局限以及范围的影响，检测成本低，耗时短，灵敏度高。
46.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。