CN110579494A - 一种金属硅化物的表征方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属硅化物的表征方法和表征装置，该表征方法包括：提供半导体结构，该半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于该金属栅极层与该硅衬底之间的金属硅化物；生成该半导体结构的电子能量损失谱；根据该电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的该硅衬底的等离子体峰的强度与该金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、该金属栅极层的等离子体峰的强度与该金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线；根据该第一比值曲线和该第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数；使用该检测参数对该半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以表征该金属硅化物的表面形貌和分布情况。

Description

一种金属硅化物的表征方法
技术领域
本发明主要涉及半导体检测领域，尤其涉及一种金属硅化物的表征方法。
背景技术
在大规模集成电路中，金属和半导体之间存在的接触电阻会影响半导体器件的噪声频率特性、输出功率、热稳定性即可靠性等。因此，需要制备具有低电阻率的电极接触。
金属硅化物是降低金属和半导体之间的接触电阻的关键材料。在金属硅化物中，硅化钛(TiSi2)以其优异的高温稳定性、低电阻率特性以及可以进行自对准接触处理过程等优点被广泛应用于MOS(Metal Oxide Semiconductor)结构的源极、漏极和栅极中。TiSi2的成分和形貌对金属-硅接触电阻的阻值具有很大的影响，因此需要对金属-硅界面处的TiSi2的成分分布和形貌进行表征。目前，对于金属-硅界面处的金属硅化物的表征主要是利用透射电子显微镜(TEM,Transmission Electron Microscope)及其配备的X射线能谱仪(EDS,Energy Dispersive Spectrometer)和电子能量损失谱仪(EELS,Electron EnergyLoss Spectroscopy)来进行检测。然而，普通的TEM或STEM(Scanning TransmissionElectron Microscope，扫描透射电子显微镜)的成像只能给出界面结构和形貌信息，不包含界面的成分信息；EDS和EELS可以给出界面的成分分布信息，但是操作过程和结果分析较复杂。若结合TEM、STEM和EDS甚至EELS来对金属-硅界面的结构和成分进行分析，耗时很长且操作复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种金属硅化物的表征方法，以快速简单地表征金属硅化物的形貌和分布情况。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供了一种金属硅化物的表征方法，该表征方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于所述金属栅极层与所述硅衬底之间的金属硅化物；生成所述半导体结构的电子能量损失谱；根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述硅衬底的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、所述金属栅极层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线；根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数；使用所述检测参数对所述半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以表征所述金属硅化物的表面形貌和分布情况。
在本发明的一实施例中，根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数的步骤包括：选取第一比值曲线中第一比值小于第一阈值，且第二比值曲线中第二比值小于第二阈值对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
在本发明的一实施例中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
在本发明的一实施例中，根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数的步骤包括：选取第一比值曲线中第一比值与第二比值曲线中第二比值之和最小时对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
在本发明的一实施例中，所述金属硅化物为硅化钛。
在本发明的一实施例中，所述检测参数中，能量损失位置为21或22eV，能量宽度为5eV。
在本发明的一实施例中，所述半导体结构还包括形成于所述硅衬底上的介电层，所述表征方法还包括：根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述介电层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第三比值曲线，并根据所述第三比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
在本发明的一实施例中，所述半导体结构还包括形成于所述金属栅极层表面的金属阻挡层，所述表征方法还包括：根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述金属阻挡层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第四比值曲线，并根据所述第四比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
本发明为解决上述技术问题还提供了一种金属硅化物的表征装置，适于表征半导体结构中的金属硅化物，所述半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于所述金属栅极层与所述硅衬底之间的金属硅化物，所述表征装置包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现如下步骤：生成所述半导体结构的电子能量损失谱；根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述硅衬底的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、所述金属栅极层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线；以及根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数；以及透射电子显微镜，适于使用所述检测参数对所述半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以获取表征所述金属硅化物的表面形貌和分布情况的图像。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供一种金属硅化物的表征方法，使用经选择的检测参数对半导体结构中的金属硅化物进行能量过滤透射电子显微镜检测，可以提高金属硅化物相对于其它成分的像衬度，快速简单地表征金属硅化物的形貌和分布情况。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是一种MOS器件中的金属钨接触孔的普通明场TEM图像；
图2A-2D是一种MOS器件中的金属钨接触孔的EELS映射图像；
图3是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法的示例性流程图；
图4是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所提供的半导体结构的示意图；
图5A-5F是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所形成的不同材料的EELS谱；
图6是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所形成的不同材料的的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值曲线图；
图7是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中对半导体结构进行EF-TEM检测所获得的图像；
图8A是对经过生长条件优化后的金属-硅界面的TEM明场图像；
图8B根据本发明一实施例的金属硅化物的表征方法对经过生长条件优化后的金属-硅界面的EF-TEM图像；
图9是根据本发明一实施例的金属硅化物的表征装置的框图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
图1是一种MOS器件中的金属钨接触孔的普通明场TEM图像。金属钨接触孔(W-CT,W-ConTact)是MOS器件中常见的一种接触孔。通常可以利用TEM对W-CT的底部进行电子显微镜成像。TEM以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到荧光屏或照相底板上形成所观察到的图像。将荧光屏或照相底板上图像的明暗程度称为衬度。明场TEM成像是指只允许投射束通过物镜光栏成像，与之相对地暗场TEM成像是指只允许某支衍射束通过物镜光栏成像。图1所示为经过某次工艺调整后所获得的W-CT底部的普通明场TEM图像。参考图1所示，可以判断出位于W-CT底部的单晶硅衬底110、作为介质层的二氧化硅120、作为金属阻挡层的氮化钛130、作为金属栅极层的金属钨140以及位于金属-硅界面处的金属硅化物150。其中，金属硅化物150可以是Ti/TiSix、硅化钨等。根据该TEM图像只能判断出金属钨130底部的金属硅化物150的大致形貌，无法判断金属硅化物150的分布情况。
图2A-2D是一种MOS器件中的金属钨接触孔的EELS映射图像。其中，图2A示出了W-CT底部的钛(Ti)元素的映射(mapping)图像；图2B示出了W-CT底部的氮(N)元素的映射图像；图2C示出了W-CT底部的氧(O)元素的映射图像；图2D示出了W-CT底部的硅(Si)元素的映射图像。由图2A-2D可以表明，W-CT底部的金属硅化物(e.g.TiSix)和硅衬底之间存在一层氧化钛和氮化物，并且金属硅化物的连续性不好，晶粒之间包含氮化钛成分。
图3是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法的示例性流程图。图4-图6是对应于该表征方法的执行过程中所涉及的相关示意图。以下结合图3-6对本发明实施例的表征方法进行说明。参考图3所示，该表征方法包括以下步骤：
步骤310，提供半导体结构。
图4是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所提供的半导体结构的示意图。参考图4所示，在步骤310中所提供的半导体结构400包括硅衬底410、金属栅极层420以及形成于金属栅极层420与硅衬底410之间的金属硅化物430。
可以理解，图4所示仅为示意，不用于限制硅衬底410、金属栅极层420和金属硅化物430的形状、大小、材料等属性。
该硅衬底410可以是单晶硅、锗化硅(SiGe)、绝缘体上硅(SOI，Silicon onInsulator)等半导体材料中的一种或多种组合而成。在优选的实施例中，该硅衬底410是单晶硅。
在优选的实施例中，该金属硅化物430为硅化钛(TiSi2)。目前常用的硅化钛生长工艺是采用化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)或物理气相沉积(PVD,Physical Vapor Deposition)在硅衬底410的上表面形成钛薄膜，然后再经过退火反应从而形成硅化钛。所形成的硅化钛的形貌和成分分布受很多因素的影响。例如钛薄膜的连续性、均匀性和厚度等，钛薄膜与硅衬底410之间的界面杂质，退火的温度和速率等。
在一些实施例中，该半导体结构400中还包括形成于金属栅极层420表面的金属阻挡层440。该金属阻挡层440一般为金属氮化物，例如氮化钛、氮化钨等。可以采用CVD工艺形成该金属阻挡层440。在优选的实施例中，该金属阻挡层440是氮化钛。
在形成金属阻挡层440的过程中，会引入NH3和金属硅化物430中的Ti/TiSi2反应，从而可能导致金属-硅界面的成分和形貌更加复杂。使得采用单一的表征手段很难得出界面处的结构和成分分布，无法给出全面的判断。
步骤320，生成该半导体结构的电子能量损失谱。
本步骤可以利用EELS对步骤310所形成的半导体结构400中的金属-硅界面进行EELS检测来生成该半导体结构400的电子能量损失谱，简称为EELS谱。
图5A-5F是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所形成的不同材料的EELS谱。该图5A-5F都是通过对步骤310中所形成的半导体结构400中的金属-硅界面进行EELS检测所获得的EELS谱。其中，EELS谱的横轴为能量损失(Energy Loss)，单位为eV；纵轴为强度(Intensity)，单位为a.u.。EELS谱的低能损失区是由入射电子与固体中原子的价电子非弹性散射作用产生的等离子峰及若干个带间跃迁小峰所组成。低能损失区的能量损失通常小于50eV。在该低能损失区所形成的等离子体峰(Plasma峰)的强度和位置因材料元素的种类和所处化学环境的不同而不同。
图5A示出了金属硅化物(TiSi2)的低能量EELS谱；图5B示出了金属栅极层(W)的EELS谱；图5C示出了硅衬底(Si)的低能量EELS谱；图5D示出了氧化钛(TiOx)EELS谱；图5E示出了氮化钛(TiN)的低能量EELS谱；图5F示出了氧化硅(SiO2)的低能量EELS谱。
经过对图5A-5F不同材料的EELS谱进行分析之后发现，图5A所示的金属硅化物(TiSi2)和图5E所示的氮化钛(TiN)的低能量EELS谱都在能量损失为19.5eV附近出现了Plasma峰，但是相同面积下金属硅化物(TiSi2)的Plasma峰的强度远高于氮化钛(TiN)的Plasma峰的强度。
步骤330，根据电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的硅衬底的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、金属栅极层的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线。
图6是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中所形成的不同材料的的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值曲线图。参考图6所示，其中横轴表示为能量损失位置(Energy Loss)，纵轴表示与金属硅化物(TiSi2)的等离子峰强度的比值。需要说明，图6所示的比值曲线所对应的电子能量损失谱仪的能量宽度为5eV。在实际的操作中，对电子能量损失谱仪的能量宽度进行设置，并对不同的能量宽度下所获得的EELS谱进行分析。
参考图6所示，该比值曲线图中包括第一比值曲线C1和第二比值曲线C2。其中，第一比值曲线C1表示硅衬底的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值；第二比值曲线C2表示金属栅极层的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值。根据图6可知，在能量宽度为5eV的情况下，当能量损失位置在21-22eV之间时，第一比值曲线C1和第二比值曲线C2的值都较低，表明在该能量损失位置和该能量宽度下，可以让金属硅化物的像衬度比硅衬底和金属栅极层的像衬度都高，即金属硅化物在EF-TEM图像中具有最亮的亮度，可以根据亮度将金属硅化物与硅衬底和金属栅极层区分开来。
需要说明，获得不同材料的等离子体峰的强度所对应的区域面积都是相同的。
步骤340，根据第一比值曲线和第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
在一些实施例中，可以根据下面的方法来执行本步骤：
选取第一比值曲线C1中第一比值小于第一阈值TH1，且第二比值曲线C2中第二比值小于第二阈值TH2对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
参考图6所示，设定了第一阈值TH1和第二阈值TH2，则在满足第一比值小于第一阈值TH1且第二比值小于第二阈值TH2的条件下，对应的能量损失位置为EL1。本实施例对第一阈值TH1和第二阈值TH2的具体数值不做限制。在优选的实施例中，第一阈值TH1大于第二阈值TH2。
在另一些实施例中，可以根据下面的方法来执行本步骤：
选取第一比值曲线C1中第一比值与第二比值曲线C2中第二比值之和最小时对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
根据该方法，可以在图6中增加一条第一比值与第二比值之和的曲线，根据该曲线的最小值点即可确定对应的能量损失位置和能量宽度。
本发明通过对电子能量损失谱仪的能量宽度进行设置，可以获得不同能量宽度下的EELS谱。经过分析发现，当能量宽度为5eV时，并且当能量损失位置在21或22eV时，金属硅化物在EF-TEM图像中可以明显的和其他的材料区分开来。因此，在优选的实施例中，根据本步骤所获得的检测参数为：能量损失位置为21或22eV，能量宽度为5eV。
在一些实施例中，参考图4所示，半导体结构400中还包括形成于硅衬底410上的介电层450。该介电层450可以包括氧化硅(SiO2)。对于这些实施例来说，本发明的表征方法还可以包括：
根据电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的介电层的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第三比值曲线，并根据第三比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
参考图6所示，第三比值曲线C3表示介电层(SiO2)的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值。
在一些实施例中，参考图4所示，半导体结构400中还包括形成于金属栅极层420表面的金属阻挡层440。在优选的实施例中，该金属阻挡层440是氮化钛(TiN)。对于这些实施例来说，本发明的表征方法还可以包括：
根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的金属阻挡层的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第四比值曲线，并根据第四比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
参考图6所示，第四比值曲线C4表示金属阻挡层(TiN)的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值。
在一些实施例中，参考图4所示，半导体结构400中还形成有氧化钛(TiOx)，对于这些实施例来说，本发明的表征方法还可以包括：
根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的氧化钛的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第五比值曲线，并根据第五比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
参考图6所示，第五比值曲线C5表示氧化钛(TiOx)的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的比值。
在一些实施例中，可以根据第一比值曲线C1、第二比值曲线C2、第三比值曲线C3、第四比值曲线C4和第五比值曲线C5中的一项、多项或全部来选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。在这些实施例中，选取检测参数的方法可以参考根据第一比值曲线C1和第二比值曲线C2来选取检测参数的方法，也可以在此基础上采取任意其他的方法。总之，检测参数的选择可以使金属硅化物在EF-TEM图像中可以明显的和其他的材料区分开来。例如，对第一比值曲线C1、第二比值曲线C2、第三比值曲线C3、第四比值曲线C4和第五比值曲线C5进行求和，获得一个总的比值曲线，选取该比值曲线的最小值点所对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
步骤350，使用检测参数对半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以表征金属硅化物的表面形貌和分布情况。
图7是本发明一实施例的金属硅化物的表征方法中对半导体结构进行EF-TEM检测所获得的图像。结合图2A-2D和图7所示，在图7所示的EF-TEM图像中，位于半导体结构金属-硅界面处最亮的部位与图2A和图2D中所示的TiSix的位置重合，该最亮的部位表征金属硅化物701的位置和分布情况。说明采用本发明的表征方法所确定的检测参数对半导体结构进行EF-TEM检测可以强化金属硅化物(TiSi2)的像衬度，同时不会增强其他材料如介电层(SiO2)、硅衬底(Si)、金属栅极层(W)、金属阻挡层(TiN)、其他杂质(TiOx)等的像衬度，从而可以有效地表征金属硅化物(TiSi2)的形貌。
图8A是对经过生长条件优化后的金属-硅界面的TEM明场图像。与图1所示类似地，图8A采用TEM对经过生长条件优化后的金属钨接触孔底部进行普通明场成像。从该TEM明场图像可以看出该金属钨接触孔底部的金属-硅界面处的形貌。与图1相比，经过生长条件优化后的金属-硅界面的金属硅化物801(TiSi2)具有较好的连续性。
图8B根据本发明一实施例的金属硅化物的表征方法对经过生长条件优化后的金属-硅界面的EF-TEM图像。参考图8B所示，该EF-TEM图像不仅示出了金属硅化物802(TiSi2)的生长连续性，还示出了TiSi2-Si界面处无其他明显的杂质成分。与图8A相比，图8B中的金属硅化物802(TiSi2)具有更易识别的像衬度，无需再借助EDS和EELS区判断金属硅化物(TiSi2)的分布，大大简化了表征的过程，节省了时间。
本发明还包括一种金属硅化物的表征装置900，如图9所示。该表征装置900适于表征半导体结构中的金属硅化物，该半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于该金属栅极层与该硅衬底之间的金属硅化物。参考图9所示，该表征装置900包括存储器910、处理器920和透射电子显微镜930。其中，存储器910用于存储可由处理器执行的指令；处理器920用于执行该指令以实现本说明书前文所述的金属硅化物的表征方法。因此，本说明书关于金属硅化物的表征方法的内容都适用于对表征装置900的说明。简单来说，处理器920执行存储器910所存储的指令以实现如下步骤：
步骤901，生成半导体结构的电子能量损失谱。
步骤902，根据电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的硅衬底的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、金属栅极层的等离子体峰的强度与金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线。
步骤903，根据第一比值曲线和第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
上述步骤可以对应到本发明的金属硅化物的表征方法中的步骤，关于表征方法中的步骤的说明内容也适用于表征装置900的处理器920所要执行的步骤。在此不展开说明。
表征装置900中的透射电子显微镜930适于使用上述的检测参数对半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以获取表征该金属硅化物的表面形貌和分布情况的图像。
表征装置900中的存储器910、处理器920和透射电子显微镜930彼此之间可以相互连接，并且可以进行数据的传输和交换。由处理器910所获得的检测参数可以传输至透射电子显微镜930，由透射电子显微镜930所获得的图像可以传输至存储器910和处理器920，处理器920可以对图像进行分析以获得表征金属硅化物的表面形貌和分布情况的信息。
在一些实施例中，存储器910可以包括大容量存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，处理器920可以包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集成处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或多种的组合。在一些实施例中，本发明的表征装置900可以包括多个处理器，因此本申请中描述的处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器联合或单独执行。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种金属硅化物的表征方法，该表征方法包括：
提供半导体结构，所述半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于所述金属栅极层与所述硅衬底之间的金属硅化物；
生成所述半导体结构的电子能量损失谱；
根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述硅衬底的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、所述金属栅极层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线；
根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数；
使用所述检测参数对所述半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以表征所述金属硅化物的表面形貌和分布情况。
2.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数的步骤包括：选取第一比值曲线中第一比值小于第一阈值，且第二比值曲线中第二比值小于第二阈值对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
3.根据权利要求2所述的表征方法，其特征在于，所述第一阈值大于所述第二阈值。
4.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数的步骤包括：选取第一比值曲线中第一比值与第二比值曲线中第二比值之和最小时对应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
5.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述金属硅化物为硅化钛。
6.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述检测参数中，能量损失位置为21或22eV，能量宽度为5eV。
7.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述半导体结构还包括形成于所述硅衬底上的介电层，所述表征方法还包括：根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述介电层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第三比值曲线，并根据所述第三比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
8.根据权利要求1或7所述的表征方法，其特征在于，所述半导体结构还包括形成于所述金属栅极层表面的金属阻挡层，所述表征方法还包括：根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述金属阻挡层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第四比值曲线，并根据所述第四比值曲线选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数。
9.一种金属硅化物的表征装置，适于表征半导体结构中的金属硅化物，所述半导体结构包括硅衬底、金属栅极层以及形成于所述金属栅极层与所述硅衬底之间的金属硅化物，所述表征装置包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，用于执行所述指令以实现如下步骤：
生成所述半导体结构的电子能量损失谱；
根据所述电子能量损失谱，生成不同能量损失位置和能量宽度下的所述硅衬底的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第一比值曲线、所述金属栅极层的等离子体峰的强度与所述金属硅化物的等离子体峰的强度的第二比值曲线；以及
根据所述第一比值曲线和所述第二比值曲线，选取相应的能量损失位置和能量宽度作为检测参数；以及
透射电子显微镜，适于使用所述检测参数对所述半导体结构进行能量过滤透射电子显微镜检测，以获取表征所述金属硅化物的表面形貌和分布情况的图像。
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