CN102751171B - 用于显现半导体芯片pn结的溶液及显现方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于显现半导体芯片PN结的溶液及显现方法，涉及半导体芯片制作领域，用于提高PN结中的N型结的显现效果。本发明中，所述溶液由氢氟酸、氟化铵、硝酸和水组成。将所述溶液加热到设定温度，将半导体芯片在加热后的所述溶液中浸泡设定时间，以使半导体芯片的N型结显现出来。采用本发明，能够提高PN结中的N型结的显现效果。

Description

用于显现半导体芯片PN结的溶液及显现方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片制作领域，尤其涉及一种用于显现半导体芯片PN结的溶液及显现方法。

背景技术

半导体芯片中，PN结是半导体芯片工作的基础。即半导体芯片通过PN结来进行导电。

在半导体芯片制造过程中，通过芯片基材掺杂杂质形成PN结，掺杂方法有热扩散法与离子注入法。目前，通过显现并分析芯片基材中掺杂杂质的区域，即通过PN结形貌的观察达到对扩散、离子注入工艺的监控，对芯片产品性能的分析等目的。掺杂后形成的PN结分为N型结与P型结两种，N型结的掺杂杂质为V A族元素，一般为磷和砷，P型结的掺杂杂质为III A族元素，一般为硼元素。

PN结形貌的显现目前主要有扩展电阻测试(SRP)，二次离子质谱仪(SIMS)测试以及化学溶液显现，由于化学溶液PN结显现的低成本和易操作性，其广泛应用于半导体芯片生产和相关的检测，测试领域。然而，传统技术中，通常用醋酸与氢氟酸混合的水溶液或者铬酸与氢氟酸混合的水溶液对半导体芯片PN结进行显现。此方法对PN结中的P型结显现效果较好，而对PN结中的N型结显现效果并不显著。

发明内容

本发明实施例提供一种用于显现半导体芯片PN结的溶液及显现方法，用于提高PN结中的N型结的显现效果。

一种用于显现半导体芯片PN结的溶液，该溶液由氢氟酸、氟化铵、硝酸和水组成。

一种使用所述溶液显现半导体芯片PN结的方法，该方法包括：

将所述溶液加热到设定温度；

将半导体芯片在加热后的所述溶液中浸泡设定时间，以使半导体芯片的N型结显现出来。

采用本发明提供的溶液显现半导体芯片PN结时，显现出的N型结的界限明显，有效提高了PN结中的N型结的显现效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程示意图；

图2为现有技术中的PN结显现效果示意图；

图3为本发明实施例中的PN结显现效果示意图。

具体实施方式

为了提高对PN结中的N型结的显现效果，本发明实施例提供一种用于显现半导体芯片PN结的溶液以及使用该溶液显现半导体芯片PN结的方法。

本发明实施例提供的用于显现半导体芯片PN结的溶液，由氢氟酸、氟化铵、硝酸和水组成。

较佳的，所述溶液中氢氟酸的质量分数比可以为1.7％-1.9％，氟化铵的质量分数比可以为6.9％-7.7％，硝酸的质量分数比可以为47.0％-53.0％，水的质量分数比可以为38.4％-44.4％。

优选的，氢氟酸的质量分数比为1.8％，氟化铵的质量分数比为7.3％，硝酸的质量分数比为50.0％，水的质量分数比为40.9％。

当然，所述溶液中各成分的质量分数比并不局限于上述列出的数据，任何其他质量分数比均可，只要各成分的质量分数比相加为100％即可。

参见图1，本发明实施例提供的使用上述溶液显现半导体芯片PN结的方法，包括以下步骤：

步骤10：将所述溶液加热到设定温度；

步骤11：将半导体芯片在加热后的所述溶液中浸泡设定时间，以使半导体芯片的N型结显现出来。将半导体芯片在所述溶液中浸泡设定时间后，可以在显微镜下观察显现出的N型结。

较佳的，所述设定温度在50-60摄氏度中取值。优选的，所述设定温度为55度。

当然，所述设定温度并不局限于上述列出的数据，任何其他大于常温的温度值均可。

较佳的，所述设定时间在10-20秒中取值。优选的，所述设定时间为15秒。

当然，所述设定时间并不局限于上述列出的数据，任何其他能够使半导体芯片的N型结显现出来的时间长度值均可。

所述用于显现半导体芯片PN结的溶液的制备方法可以为：将一定浓度的氢氟酸、氟化铵和硝酸溶液相混合，以使混合后的溶液中各物质的质量分数比达到预定的数值。

下面对本发明进行具体说明：

本发明的目的在于提供一种用于显现半导体芯片PN结的溶液与方法，该方法对PN结中的N型结显现有较好的效果。

一种用于显现半导体芯片PN结的溶液由氢氟酸、氟化铵、硝酸和水组成，其中：氢氟酸为1.8％(质量分数比)，氟化铵为7.3％(质量分数比)，硝酸为50.0％(质量分数比)，水为40.9％(质量分数比)。使用该溶液显现半导体芯片PN结的方法为：将半导体芯片在溶液中浸泡一定时间，例如15秒，溶液温度为55摄氏度，然后在显微镜下即可观察到PN结中的N型结。

下面对本发明的技术效果进行说明：

图2为使用传统技术显现半导体芯片PN结时的N型结显现形貌，图3为利用本发明提供的溶液显现半导体芯片PN结时的N型结显现形貌。可以看出，利用传统技术对N型结显现后，N型结形貌并不明显，参见图2中画圈部分，而利用本发明对N型结显现后，N型结形貌较明显，参见图3中画圈部分。本发明中，硝酸作为良好的氧化剂，可以将硅氧化成二氧化硅，并可使半导体芯片中N型结处的硅氧化成二氧化硅的速率与非N型结处的硅氧化成二氧化硅的速率不同，反应生成的二氧化硅覆盖于N型结处与非N型结处表面，减缓N型结处与非N型结处的硅氧化为二氧化硅的进一步进行，而氢氟酸与生成的二氧化硅进行反应，使得N型结处与非N型结处的硅被氧化为二氧化硅的反应得以顺利的进行，由于氢氟酸与二氧化硅反应时氟离子不断减少，而氟化铵可以持续的提供氟离子，保持溶液中的氟离子浓度的一致，从而保持反应速率的一致性，并保持反应体系PH值的稳定，达到实验的可操作型，温度影响N型结处与非N型结处的硅氧化成二氧化硅的速率和两者速率之间的差异程度，这样，在一定条件下，N型结与非N型结处就会形成因硅被氧化成二氧化硅程度不同而显现的界限，该界限即是N型结的界限。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种用于显现半导体芯片PN结的溶液，其特征在于，该溶液由氢氟酸、氟化铵、硝酸和水组成；

其中，氢氟酸的质量分数比为1.7％-1.9％，氟化铵的质量分数比为6.9％-7.7％，硝酸的质量分数比为47.0％-53.0％，水的质量分数比为38.4％-44.4％。

2.如权利要求1所述的溶液，其特征在于，氢氟酸的质量分数比为1.8％，氟化铵的质量分数比为7.3％，硝酸的质量分数比为50.0％，水的质量分数比为40.9％。

3.一种使用权利要求1或2所述的溶液显现半导体芯片PN结的方法，其特征在于，该方法包括：

将所述溶液加热到设定温度；

将半导体芯片在加热后的所述溶液中浸泡设定时间，以使半导体芯片的N型结显现出来；

其中，所述设定温度在50-60摄氏度中取值，所述设定时间在10-20秒中取值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定温度为55度。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定时间为15秒。