CN117672882A - 微缺陷测量结构及其测量方法 - Google Patents
微缺陷测量结构及其测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117672882A CN117672882A CN202211007737.7A CN202211007737A CN117672882A CN 117672882 A CN117672882 A CN 117672882A CN 202211007737 A CN202211007737 A CN 202211007737A CN 117672882 A CN117672882 A CN 117672882A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- avalanche
- wafer
- probability density
- value
- density distribution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 123
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 146
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 98
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 77
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 28
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 25
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 236
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
一种微缺陷测量结构及其测量方法，其中测量方法包括：在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第一雪崩概率值；根据若干第一雪崩概率值，获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布；在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第二雪崩概率值；根据若干第二雪崩概率值，获得待测晶圆的待测雪崩概率密度分布；基于待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果，优化了微缺陷检测手段。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种微缺陷测量结构及其测量方法、以及测量结构的形成方法。
背景技术
晶圆经过工艺制程后，需要对晶圆表面进行缺陷检测，通过缺陷检测晶圆判断工艺制程是否正常。另外，根据缺陷检测对改善制程也具有非常重要的意义。
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件的线宽越来越小，制程中的即使是很小的缺陷(如微缺陷)也会对器件产生很大的影响。例如，在前段制程中的深沟槽隔离形成工艺中，刻蚀过程会在沟槽的侧壁产生损伤与微悬挂键，沟槽很深时可能还会有等离子体电荷残留，在沟槽中沉积绝缘层后，绝缘层和硅之间的异质界面处就会存在微缺陷与微损伤，这些损伤会对邻近有源区的器件产生影响。
目前对于晶圆衬底损伤检测的方法有两种：直接显微观测与通过电学手段间接表征。
1)直接显微观测：一般可以用来表征较大尺度(微米级/纳米级)的缺陷，测试方法包括SEM、TEM、EDS、拉曼光谱、俄歇电子能谱能等测试手段。然而，这些表征方法验证周期长，对晶圆具有破坏性，难以对缺陷位置进行准确定位，同时难以观测到亚原子级微损伤的特征，使得其难以应用于硅衬底整体缺陷规模的测试与估算。
2)电学手段：一般可以设计对应的测试结构(testkey)来对某个局部界面或局部区域的损伤进行测量，例如，对金属-氧化物半导体场效应晶体管器件(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)来说，其衬底和栅氧层界面附近的微缺陷会导致界面态密度的增加，通过测MOSFET器件的阈值电压(Vt)、饱和电流(Id)、关态电流(Ioff)等电学特性，可以对衬底和栅氧层界面附近的界面态缺陷密度进行表征。然而，目前电学手段只能对局部的缺陷密度进行表征，无法在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷和微损伤的整体情况进行有效的表征。
总之，现有的微缺陷检测手段有待进一步优化。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种微缺陷测量结构及其测量方法，以优化现有的微缺陷检测手段。
为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种微缺陷测量结构，包括：晶圆，晶圆包括功能区和非功能区；位于非功能区内的若干雪崩二极管。
相应的，本发明的技术方案还提供一种微缺陷测量方法，包括：提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第一雪崩概率值；根据若干第一雪崩概率值，获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布；在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第二雪崩概率值；根据若干第二雪崩概率值，获得待测晶圆的待测雪崩概率密度分布；基于对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
相应的，本发明的技术方案还提供了另一种微缺陷测量方法，包括：提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的第一暗电流值；根据若干第一暗电流值，获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布；在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的第二暗电流值；根据若干第二暗电流值，获得待测晶圆的待测暗电流概率密度分布；基于基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的一种微缺陷结构中，将若干雪崩二极管放在晶圆的非功能区，由于微缺陷(如位错、悬挂键、固定电荷等缺陷)会引发雪崩二极管的暗计数，因此，通过测量雪崩二极管的暗电流或雪崩击穿的概率，可以表征雪崩二极管所在衬底局部区域的缺陷规模，通过将若干雪崩二极管分布在晶圆的若干区域，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷的整体情况进行表征。
本发明技术方案提供的一种微缺陷测量方法中，在暗场环境下，分别获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布和待测晶圆的待测雪崩概率密度分布，基于待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果，通过微缺陷对雪崩二极管器件发生雪崩击穿的概率的影响，将待测晶圆和基准晶圆进行比较，对待测晶圆的微缺陷情况进行定性表征，或者可以与理论仿真与模型拟合等手段结合，对待测晶圆的微缺陷情况进行定量表征，通过调整采样范围和采样密度，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷和微损伤的整体情况进行表征，优化了微缺陷检测手段。
本发明技术方案提供的另一种微缺陷测量方法中，在暗场环境下，分别获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布和待测晶圆的待测暗电流概率密度分布，基于基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果，通过微缺陷对雪崩二极管器件产生暗电流大小的影响，将待测晶圆和基准晶圆进行比较，对待测晶圆的微缺陷情况进行定性表征，或者可以与理论仿真与模型拟合等手段结合，对待测晶圆的微缺陷情况进行定量表征，通过调整采样范围和采样密度，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷和微损伤的整体情况进行表征，优化了微缺陷检测手段。
附图说明
图1和图2是本发明一实施例的微缺陷测量结构的结构示意图；
图3是本发明另一实施例的微缺陷测量结构的结构示意图；
图4至图7是本发明一实施例的微缺陷测量方法的步骤流程图；
图8和图9为本发明一实施例的微缺陷测量中获取的雪崩概率密度分布的示意图；
图10至图12是本发明另一实施例的微缺陷测量方法的步骤流程图。
具体实施方式
需要注意的是，本说明书中的“表面”、“上”，用于描述空间的相对位置关系，并不限定于是否直接接触。
如背景技术所述，现有的微缺陷检测手段有待进一步优化。
为了解决上述问题，本发明提供的一种微缺陷测量结构及其测量方法中，将若干雪崩二极管放在晶圆的非功能区，由于微缺陷(如位错、悬挂键、固定电荷等缺陷)会引发雪崩二极管的暗计数，因此，通过测量雪崩二极管的暗电流或雪崩击穿的概率，可以表征雪崩二极管所在衬底局部区域的缺陷规模，通过将若干雪崩二极管分布在晶圆的若干区域，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷的整体情况进行表征。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1和图2是本发明一实施例的微缺陷测量结构的结构示意图。
请参考图1和图2，图1为俯视结构示意图，图2是图1中局部区域A在沿XX’方向的剖面结构示意图，微缺陷测量结构，包括：晶圆10，晶圆10包括功能区和非功能区；位于非功能区内的若干雪崩二极管13。
由于微缺陷(如位错、悬挂键、固定电荷等缺陷)会引发雪崩二极管的暗计数，因此，通过测量雪崩二极管的暗电流或雪崩击穿的概率，可以表征雪崩二极管所在衬底局部区域的缺陷规模，通过将若干雪崩二极管13分布在晶圆10的若干区域，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷的整体情况进行表征。
需要说明的是，图1仅示出了若干雪崩二极管13在晶圆10中的一种可能的分布，雪崩二极管13的数量和位于晶圆10中的相对位置根据实际需求来设计。通常，雪崩二极管13的数量越多，对晶圆10内微缺陷分布的表征越准确，但数量太多也会占据晶圆10的空间，同时需要测量的数据点越多，测量难度越大，因此，雪崩二极管13的数量需要根据实际需求来调整。
本实施例中，晶圆包括若干相互分立的芯片区11和相邻芯片区11之间的切割道12；芯片区11包括功能区；非功能区包括切割道12。
将若干雪崩二级管13放入切割道12内，不会占用芯片区域，因此不会浪费晶圆面积。同时，若干雪崩二极管13可以作为寄生器件，即同其他工艺器件在同一工艺中一起形成，不需要额外的工艺，不增加额外成本。
本实施例中，位于晶圆10内的隔离结构101，隔离结构101包围各雪崩二极管13。在其他实施例中，也可以没有隔离结构。
本实施例中，隔离结构101为深隔离结构；晶圆10具有功能区所在的第一面(图中未示出)和与功能区相对的第二面(图中未示出)，隔离结构101自第一面向第二面延伸，即隔离结构101为正面深隔离结构。在其他实施例中，隔离结构可以为浅隔离结构，或者浅隔离结构和深隔离结构的结合等。深隔离结构可以为正面深隔离结构或背面深隔离结构，背面深隔离结构自第二面向第一面方向延伸。隔离结构是否存在，以及隔离结构的结构形式，取决于是否需要测量待测晶圆是否需要连同表征或需要连同表征哪种隔离结构本身引入到衬底的缺陷。
本实施例中的雪崩二极管13的结构，请继续参考图2，包括：待测区100；位于待测区100上的光电区，光电区包括第一区I和位于第一区I两侧的第二区II；位于第一区I内具有第一掺杂区102、位于第一掺杂区102上且与第一掺杂区102相接触的第二掺杂区103，以及位于第二掺杂区103内的第一引出区104，第一掺杂区102具有第一导电类型，第二掺杂区103和第一引出区104均具有第二导电类型，第一导电类型与第二导电类型不同；第二区II内具有第三掺杂区105和位于第三掺杂区105内的第二引出区106，第三掺杂区105和第一掺杂区102相接触，且第三掺杂区105和第二引出区106具有第一导电类型；位于光电区上的层间介质层107，层间介质层107内具有第一导电层108和第二导电层109，第一导电层108与第一引出区104电连接，第二导电层109与第二引出区106电连接。
本实施例中，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。在其他实施例中，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。第一掺杂区102和第二掺杂区103用于形成雪崩二极管器件的雪崩区；第三掺杂区105和第二引出区106用于将第一掺杂区102引出，第一引出区104用于将第二掺杂区103引出。
本实施例中，雪崩二极管13的具有较深结区，利于探测到晶圆内距功能区表面较深区域的微缺陷；在另一实施例中，可以形成较浅结区的雪崩二极管，以探测到晶圆表面或距功能区表面较浅区域的微缺陷，具体请参考图3。
图3是本发明另一实施例的微缺陷测量结构的结构示意图。
本实施例中，雪崩二极管的结构，请在图1的基础上继续参考图3，雪崩二极管13包括：待测区200；位于待测区200上的光电区202，光电区202包括第一区i和位于第一区i两侧的第二区ii，光电区202具有第一导电类型；位于第一区i内具有掺杂区203，掺杂区203具有第二导电类型，第一导电类型与第二导电类型不同；位于第二区II内的引出区204，引出区204具有第一导电类型；位于光电区204上的层间介质层205，层间介质层205内具有第一导电层206和第二导电层207，第一导电层206与掺杂区203电连接，第二导电层207与引出区204电连接。
本实施例中，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。在其他实施例中，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。掺杂区203和光电区202用于形成雪崩二极管器件的雪崩区。
在使用雪崩二极管作为微缺陷测量结构时，可以结合不同结区深度的雪崩二极管的检测数据，来表征待测晶圆的微缺陷情况。
需要说明的是，为了提高微缺陷测量结果的准确性，通常需要使作为微缺陷测量结构的雪崩二极管的反偏结区面积小于或等于5μm2。
在此需要说明的是，以上两种实施例仅示出了两种较为典型的雪崩二极管器件结构，在其他实施例中，雪崩二极管器件的结构可以不限于此。
本实施例中，隔离结构包括背面深隔离结构201和与背面深隔离结构201相接触的浅隔离结构201b。
相应地，本发明实施例还提供一种采用上述微缺陷测量结构进行检测的测量方法。以下将结合具体的实施例来说明。
单光子雪崩二极管(Single photon avalanche diode，缩写为SPAD)是工作在反向雪崩击穿区域的二极管，可以通过光子在半导体中产生光生载流子，光生载流子漂移进入单光子雪崩二极管的反偏PN结耗尽区中的强电场内，就会触发雪崩击穿产生大电流信号，从而实现单光子信号的探测。
除了光生载流子可以引发雪崩外，由热效应、隧道效应和势阱捕获效应产生的暗载流子也可能引发雪崩，这类雪崩信号计数称为暗计数。在暗场环境下，晶圆衬底中存在位错、悬挂键、固定电荷等微缺陷，会促进载流子的捕获与释放的过程，导致雪崩概率增加。尤其对于单光子雪崩二极管所在的衬底中微缺陷密度较少、掺杂粒子浓度较低的情况下，由微缺陷导致的暗计数增加会非常明显，因此，可以通过微缺陷导致的暗计数来表征雪崩二极管所在的晶圆在的微缺陷的数量。
本实施例中，在基准晶圆中形成若干基准雪崩二极管，在待测晶圆中形成若干待测雪崩二极管，通过微缺陷对雪崩二极管器件发生雪崩击穿的概率的影响，将待测晶圆和基准晶圆进行比较，对待测晶圆的微缺陷情况进行定性表征，或者可以与理论仿真与模型拟合等手段结合，对待测晶圆的微缺陷情况进行定量表征，通过调整采样范围与采样密度，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷和微损伤的整体情况进行表征，优化了微缺陷检测手段。本实施例中，微缺陷测量方法请参考图4至图7。
图4至图7是本发明一实施例的微缺陷测量方法的步骤流程图。
请参考图4，微缺陷测量方法，包括如下步骤：
步骤S31，提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；
步骤S32，提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；
步骤S34，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第一雪崩概率值；
步骤S35，根据若干第一雪崩概率值，获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布；
步骤S36，在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第二雪崩概率值；
步骤S37，根据若干第二雪崩概率值，获得待测晶圆的待测雪崩概率密度分布；
步骤S38，基于待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
在本实施例中，所述微缺陷测量方法还包括：步骤S33，通过基准晶圆获取反向参考电压。
以下将结合附图进行详细说明。
请继续参考图4，提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件。
基准晶圆用于为检测待测晶圆提供比较标准，所述基准晶圆的数量可以为单片或多片。为了提高测量结果的准确性，可以选取的内部微缺陷相对较低，且微缺陷密度分布较为均匀的晶圆作为基准晶圆。
基准晶圆的结构请参考图1以及图1相应的描述，在此不再赘述。
具体的，基准晶圆包括若干相互分立的基准芯片区和相邻基准芯片区之间的基准切割道；基准芯片区包括基准功能区；基准非功能区包括基准切割道。
基准雪崩二极管器件的结构，请参考图2或图3，以及图2或图3相应的描述，在此不做赘述。
请继续参考图4，提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件。
基准晶圆的结构请参考图1以及图1相应的描述，在此不再赘述。
具体的，待测晶圆包括若干相互分立的待测芯片区和相邻待测芯片区之间的待测切割道；待测芯片区包括待测功能区；待测非功能区包括待测切割道。
待测雪崩二极管器件的结构，请参考图2或图3，以及图2或图3相应的描述，在此不做赘述。
请继续参考图4，通过基准晶圆400获取反向参考电压。
请参考图5，通过基准晶圆400获取反向参考电压的方法，包括如下步骤：
步骤331，对基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值，在暗场环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的暗场击穿电压值；
步骤332，根据获得的若干本征击穿电压值和暗场击穿电压值，获得反向参考电压。
请继续参考图5，对基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值，在暗场环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的暗场击穿电压值。
本实施例中，基准晶圆中具有N个基准雪崩二极管器件，其中N为正整数。
在电流-电压特性测试中，相邻两次的加压的时间间隔范围为1μs至1s。本实施例中，在电流-电压特性测试中，相邻两次的加压的时间间隔范围为0.1ms。
需要说明的是，对单个雪崩二极管器件(包括基准雪崩二极管、待测雪崩二极管)来说，在暗场环境下，且雪崩二极管所在晶圆中的微缺陷较低的情况下，由微观粒子的热运动触发雪崩击穿的暗计数频率较低，因此，在进行电流-电压特性测试时，随着电压的不断上升，甚至超过雪崩二极管的本征击穿电压，雪崩二极管才会在热载流子的触发下发生击穿，此时获得暗场电压值，显然地，暗场击穿电压值大于光环境下的雪崩二极管的击穿电压值(即本征击穿电压值)。
当给雪崩二极管器件施加反向参考电压，反向参考电压的大小在暗场击穿电压值和本征击穿电压值之间时，雪崩二极管处于待激发的亚稳态，反向参考电压越接近本征击穿电压值，则雪崩二极管耗尽区对热载流子的加速作用越强，暗载流子引发的雪崩击穿频率就越高，采样时发生雪崩击穿的概率就越大。
请继续参考图5，根据获得的若干本征击穿电压值和暗场击穿电压值，获得反向参考电压。
其中，反向参考电压的大小决定了雪崩二极管发生雪崩击穿的概率，为了提高测量结果的准确性，获得反向参考电压的方法还请参考图6。
请参考图6，根据获得的若干本征击穿电压值和暗场击穿电压值，获得反向参考电压的方法，包括如下步骤：
步骤3321，以获得的若干本征击穿电压值的平均值为第一电压值，以获得的若干暗场击穿电压值的平均值为第二电压值；
步骤3322，根据第一电压值和第二电压值获取反向参考电压，反向参考电压大于第一电压值，且低于第二电压值。
请继续参考图6，以获得的若干本征击穿电压值的平均值为第一电压值，以获得的若干暗场击穿电压值的平均值为第二电压值。
本实施例中，若干基准雪崩二极管器件的数量为N，可以获得N个本征击穿电压值和N个暗场击穿电压值。
以获得的若干本征击穿电压值的平均值为第一电压值，以获得的若干暗场击穿电压值的平均值为第二电压值的原因在于：避免基准晶圆中局部微缺陷密度分布的不均匀对某个基准雪崩二极管器件的影响。在一种较为理想的情况下，基准晶圆中的若干基准雪崩二极管器件在第一电压值处的本征击穿电压的概率密度最大，在第二电压值处的暗场击穿电压的概率密度最大。
请继续参考图6，根据第一电压值和第二电压值获取反向参考电压，反向参考电压大于第一电压值，且低于第二电压值。
在本实施例中，选取不同的反向参考电压，获得的雪崩二极管的雪崩概率不同，为了通过雪崩概率来达到比较基准晶圆和待测晶圆内的微缺陷密度的目的，需要通过校准晶圆来验证获取合适的反向参考电压。具体请参考图7。
请参考图7，根据第一电压值和第二电压值获取反向参考电压的方法，还包括以下步骤：
步骤33221，提供校准晶圆，校准晶圆包括校准功能区和校准非功能区，校准非功能区内具有若干校准雪崩二极管器件，校准晶圆相对于基准晶圆具有已知的微缺陷测量结果；
步骤33222，根据第一电压值和第二电压值，获取初始反向参考电压；
步骤33223，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第三雪崩概率值；
步骤33224，根据若干第三雪崩概率值，获得基准晶圆的初始基准雪崩概率密度分布曲线；
步骤33225，在暗场环境下，对校准晶圆中的各个校准雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压，获取各个校准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第四雪崩概率值；
步骤33226，根据若干第四雪崩概率值，获得校准晶圆的校准雪崩概率密度分布；
步骤33227，对校准雪崩概率密度分布和初始基准雪崩概率密度分布进行比较，并在获得校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致时，将所对应的初始反向参考电压作为反向参考电压。
请继续参考图7，提供校准晶圆，校准晶圆包括校准功能区和校准非功能区，校准非功能区内具有若干校准雪崩二极管器件，校准晶圆相对于基准晶圆具有已知的微缺陷测量结果。
在本实施例中，已知的微缺陷测量结果可以是根据现有的测量仪器测量结果，或根据实际生产经验等获得。
基准晶圆的结构请参考图1以及图1相应的描述，在此不再赘述。
具体的，校准晶圆包括若干相互分立的校准芯片区和相邻校准芯片区之间的校准切割道；校准芯片区包括校准功能区；校准非功能区包括校准切割道。
校准雪崩二极管器件的结构，请参考图2或图3，以及图2或图3相应的描述，在此不做赘述。
请继续参考图7，根据第一电压值和第二电压值，获取初始反向参考电压。
本实施例中，根据第一电压值和第二电压值，获取初始反向参考电压V的方法包括：根据第一电压值BV1和第二电压值BV2，获取初始反向参考电压V＝BV1+m(BV2-BV1)/n，其中，m和n为正整数，m<n，且n>1。例如，可以取m为1，n为2。
请继续参考图7，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第三雪崩概率值。
本实施例中，获取第三雪崩概率值的方法包括：对各个基准雪崩二极管进行多次测量时，通过对基准雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定，获得雪崩击穿的总次数；以雪崩击穿的总次数与测量次数的比例为第三雪崩概率值。具体的，测量次数为Xj,n次，发生雪崩击穿的总次数为Yj,n，则第三雪崩概率值Ij,n的大小为：Ij,n＝Xj,n/Yj,n，其中j代表基准晶圆，n表示基准晶圆中的第n个基准雪崩二极管。
具体的，各次对基准雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定的方法包括：提供采样时长和参考电流值；对基准雪崩二极管进行持续加压，在采样时长内，若测得的基准雪崩二极管的平均电流值大于参考电流值，则判定基准雪崩二极管“有雪崩击穿发生”，雪崩击穿的总次数加一次。
本实施例中，持续加压时间范围为小于或等于10ms；采样时长小于或等于持续加压时间；参考电流值范围为1E8 A/μm2至1E14 A/μm2。
图8和图9为本发明一实施例的微缺陷测量中获取的雪崩概率密度分布的示意图。
请继续参考图7和图8，根据若干第三雪崩概率值，获得基准晶圆的初始基准雪崩概率密度分布。
选择不同的初始反向参考电压，可以获得不同的初始基准雪崩概率密度分布，需要从若干不同初始反向参考电压值中选择最合适的值作为反向参考电压，校准晶圆用于帮助获得反向参考电压。
为了便于说明，图8中的曲线501仅用以示出在对基准晶圆中的各个雪崩二极管器件施加初始反向参考电压V＝V3时，获得的初始基准雪崩概率密度分布，其中V3为一特定电压值。
本实施例中，获得的若干第三雪崩概率值为Ij,1，Ij,2，Ij,3，……，Ij,n，对上述数据进行处理，获得各第三雪崩概率值的概率密度，进而获得基准晶圆的初始基准雪崩概率密度分布。
本实施例中，获得初始基准雪崩概率密度分布，即曲线501为正态分布。由于选取的基准晶圆内部微缺陷密度相对较低，且微缺陷分布较为均匀，因此获得初始基准雪崩概率密度分布较集中，且在概率密度最大处的雪崩概率值较小。
具体的，初始反向参考电压V＝V3时，初始基准雪崩概率密度分布的最大概率密度为80％，此处的雪崩概率值为20％，即80％的基准雪崩二极管的发生雪崩击穿的概率为20％。
本实施例中，基准晶圆为多片，选择多片基准晶圆的目的在于，减少因个别基准晶圆内微缺陷数量异常而导致测量结果的不准确性。
请继续参考图7和图8，在暗场环境下，对校准晶圆中的各个校准雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压，获取各个校准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第四雪崩概率值；根据若干第四雪崩概率值，获得校准晶圆的校准雪崩概率密度分布。
具体的，根据校准晶圆中若干校准雪崩二极管的若干第四雪崩概率值，获得校准晶圆的校准雪崩概率密度分布。
选择不同的初始反向参考电压，可以获得不同的校准晶圆的校准雪崩概率密度分布曲线，后续，需要在同一初始反向参考电压下，对校准雪崩概率密度分布和初始基准雪崩概率密度分布进行比较，相当于采用同一测量标准来对比校准晶圆和基准晶圆的微缺陷密度。
为了便于说明，图8中曲线502示出了在校准晶圆中的各个校准雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压V＝V3时，获得的校准晶圆的校准雪崩概率密度分布。
请继续参考图7，对校准雪崩概率密度分布和初始基准雪崩概率密度分布进行比较，并在获得的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致时，将所对应的初始反向参考电压作为反向参考电压。
在实际的反向参考电压选取过程中，通常会选若干个初始反向参考电压，最终从获得校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的缺陷测量结果进行比较后，来获得一个合适的初始反向参考电压值作为反向参考电压。
为了便于说明，在此进一步假设，初始反向参考电压V＝V3时获得的校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致，故以初始反向参考电压V＝V3作为反向参考电压。
具体的，判定校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致可以指：在以初始反向参考电压V＝V3时，获得的曲线502在概率密度最大处的雪崩概率值60％大于曲线501在概率密度最大处的雪崩概率值20％，且已知的基准晶圆的缺陷密度小于校准晶圆的缺陷密度，则判定校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致。需要说明的是，此处仅用于定性地说明，实际可以根据实际需要来指定更复杂的判定规则。
此处需要说明的是，为了使选取的反向参考电压更合理，可以选取微缺陷分布相对基准晶圆较明显的校准晶圆。本实施例中，校准晶圆的数量为多片，以提高选取的反向参考电压的合理性。
请继续参考图4，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第一雪崩概率值。
本实施例中，获取第一雪崩概率值方法包括：对各个基准雪崩二极管或待测雪崩二极管进行多次测量时，通过对基准雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定，获得雪崩击穿的总次数；以雪崩击穿的总次数与测量次数的比例为第一雪崩概率值。
具体的，各次对基准雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定的方法包括：提供采样时长和参考电流值；对基准雪崩二极管进行持续加压，在采样时长内，若测得的基准雪崩二极管的平均电流值大于参考电流值，则判定基准雪崩二极管“有雪崩击穿发生”，雪崩击穿的总次数加一次。
本实施例中，持续加压时间范围为小于或等于10ms；采样时长小于或等于持续加压时间；参考电流值范围为1E8 A/μm2至1E14 A/μm2。
请继续参考图4，并在图8的基础上继续参考图9，根据单片或多片基准晶圆中若干基准雪崩二极管的若干第一雪崩概率值，获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布。
如前面的叙述，本实施例中选取的反向参考电压为V3，在反向参考电压下，获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布为曲线501。
获取第二雪崩概率值的方法请参考获取第一雪崩概率值的方法，在此不再赘述。
请继续参考图4和图9，在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第二雪崩概率值；根据待测晶圆中若干待测雪崩二极管的若干第二雪崩概率值，获得待测晶圆的待测雪崩概率密度分布。
为了便于说明，以四张待测晶圆样片进行具体说明，分别以样片1、样片2、样片3和样片4作为待测晶圆，获得的待测晶圆的待测雪崩概率密度分布分别包括：第一曲线YP1、第二曲线YP2、第三曲线YP3，以及第四曲线YP4。
请继续参考图4和图9，对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布进行比较，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布进行比较的关键在于：将基准雪崩概率密度分布与待测雪崩概率密度分布在概率密度最大处的概率值做比较，进一步，根据基准雪崩概率密度分布与待测雪崩概率密度分布的集中程度做比较，从而获得待测晶圆相对于基准晶圆的微缺陷情况。以下继续结合四张待测晶圆样片来进行具体说明。
具体的，比较第一曲线YP1和曲线501获得样片1的微缺陷测量结果，比较第二曲线YP2和曲线501获得样片2的微缺陷测量结果，比较第三曲线YP3和曲线501获得样片3的微缺陷测量结果，比较第四曲线YP4和曲线502获得样片4的微缺陷测量结果。
本实施例中，对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布进行比较的方法包括：获得基准雪崩概率密度分布在概率密度最大处的第一概率值α1；获得待测雪崩概率密度分布在概率密度最大处的第二概率值α2；比较第一概率值α1和第二概率值α2的大小，获得第一测量结果。
本实施例中，待测雪崩概率密度分布在概率密度最大处的第二概率值α2＝20％。
以下比较α1和α2的大小，获得第一测量结果，同时根据定性的测量结果，对样片是否合格进行判定或初步判定：
对样片1，第一曲线YP1在概率密度最大处的第一概率值α1＝10％，由于10％小于20％，样片1的缺陷密度明显地低于基准晶圆，可以判定样片1合格；
对样片2，第二曲线YP2在概率密度最大处的第一概率值α1＝60％，由于60％明显地大于20％，样片2的缺陷密度明显地大于基准晶圆，可以判定样片2不合格；
对样片3，第三曲线YP3在概率密度最大处的第一概率值α1＝30％，由于30％超出20％约0.5倍，初步判定样片3的缺陷密度略高于基准晶圆；
对样片4，第四曲线YP4在概率密度最大处的第一概率值α1＝60％，由于60％超出20％约0.5倍，初步判定样片3的缺陷密度略高于基准晶圆。
对样片3和样片4，仅仅比较α1和α2的大小可能无法对待测晶圆的缺陷结果进行较为准确的表征。
进而，对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布进行比较的方法，还可以包括：获得第一测量结果之后，提供预设倍数β，预设倍数β大于0且小于1；获取所述基准雪崩概率密度分布的第一概率密度最大值，以及对应所述第一概率密度最大值的预设倍数β的第一概率密度值；获取所述待测雪崩概率密度分布的第二概率密度最大值，以及对应所述第二概率密度最大值的预设倍数β的第二概率密度值；在所述基准雪崩概率密度分布中，确定所述第一概率密度值所对应位置点之间的第一宽度值；在所述待测雪崩概率密度分布中，确定所述第二概率密度值所对应位置点之间的第二宽度值；比较第二宽度值和第一宽度值，获得第二测量结果。
比较第二宽度值和第一宽度值的目的在于获取待测雪崩概率密度分布是否集中。在本实施例中，取β＝0.5。
对样片3和样片4，可以进一步比较第二宽度值和第一宽度值，获得第二测量结果：
对样片3，第三曲线YP3的第二宽度值小于曲线501的第一宽度值，较基准晶圆，样片3的微缺陷密度略高，但分布更集中，样片3的微缺陷密度在合理范围内，进而可以判定样片3合格；
对样片4，第四曲线YP4的第二宽度值大于曲线501的第一宽度值，较基准晶圆，样片4的微缺陷密度略高，但分布不集中，进而可以判定样片4不合格。
需要说明的是，本实施例中，示出了一种根据待测晶圆的微缺陷测试结果，来判定“待测晶圆是否合格”的规则。在其他实施例中，根据待测晶圆的微缺陷测试结果来判定“待测晶圆是否合格”的规则，可以根据需要来调整或进一步完善。
相应地，本发明实施例还提供另一种采用上述微缺陷测量结构进行检测的测量方法。
对雪崩二极管来说，半导体衬底的微缺陷与损伤越多，产生的暗载流子越多，则进入PN结区的载流子越多，通过PN结区反偏电场漂移作用产生的暗电流越大。
本实施例与上一实施例的主要差别在于：本实施例中，利用微缺陷对雪崩二极管暗电流的影响来对待测晶圆中的微缺陷进行表征。
本实施例中，在暗场环境下，分别获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布和待测晶圆的待测暗电流概率密度分布，基于基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果，通过微缺陷对雪崩二极管器件产生暗电流大小的影响，将待测晶圆和基准晶圆进行比较，对待测晶圆的微缺陷情况进行定性表征，或者可以与理论仿真与模型拟合等手段结合，对待测晶圆的微缺陷情况进行定量表征，通过调整采样范围和采样密度，可以在大尺度范围内甚至对整个晶圆内所有类型微缺陷和微损伤的整体情况进行表征，优化了微缺陷检测手段。
需要说明的是，本实施例所提供的微缺陷测量方法中，由于PN结反偏暗电流本身较小，并且受制于测试精度问题，这一方法测试的精确度与区分度不如上一实施例提供的测量方法，仅适用于基准晶圆本身缺陷规模较大导致暗场击穿电压值和本征击穿电压值无明显区分度的情况。
以下将结合具体的实施例来说明。
图10至图12是本发明另一实施例的微缺陷测量方法的步骤流程图。
请参考图10，微缺陷测量方法，包括如下步骤：
步骤S41，提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；
步骤S42，提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；
步骤S44，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的第一暗电流值；
步骤S45，根据若干第一暗电流值，获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布；
步骤S46，在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的第二暗电流值；
步骤S47，根据若干第二暗电流值，获得待测晶圆的待测暗电流概率密度分布；
步骤S48，基于基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
本实施例中，所述微缺陷测量方法还包括：步骤S43，通过基准晶圆获取反向参考电压。
以下将结合附图进行详细说明。
请继续参考图10，提供基准晶圆，基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；提供待测晶圆，待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件。
基准晶圆用于帮助获取反向参考电压。
基准晶圆的数量可以为单片或多片。本实施例中，基准晶圆的数量为多片，以提高获取反向参考电压的合理性。
基准晶圆和待测晶圆的结构请参考上一实施例的描述，在此不做赘述。
请继续参考图10，通过基准晶圆获取反向参考电压。
本实施例中通过基准晶圆获取反向参考电压的方法，请参考图11，包括以下步骤：
步骤S431，对基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值；
步骤S432，根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取参考电压值。
请继续参考图9，对基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值。
具体的，对单个雪崩二极管器件，获得本征击穿电压值的方法包括：对被测量的基准雪崩二极管器件进行多次电流-电压特性测试；在多次电流-电压特性测试中，相邻两次的加压的时间间隔范围为1μs至1s。
请继续参考图11，根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取参考电压值。
本实施例中，根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取参考电压值的方法，请参考图12，包括以下步骤：
步骤S4321，提供校准晶圆，校准晶圆包括校准功能区和校准非功能区，校准非功能区具有若干校准雪崩二极管器件，校准晶圆相对于基准晶圆具有已知的缺陷测量结果；
步骤S4322，根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值的平均值，获取若干初始反向参考电压；
步骤S4323，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加初始反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的初始第一暗电流值；
步骤S4324，根据若干初始第一暗电流值，获得基准晶圆的初始基准暗电流概率密度分布；
步骤S4325，在暗场环境下，对校准晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加初始反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的初始第二暗电流值；
步骤S4326，根据若干初始第二暗电流值，获得待测晶圆的初始待测暗电流概率密度分布；
步骤S4327，对初始基准暗电流概率密度分布和初始待测暗电流概率密度分布进行比较，并在获得的校准晶圆的微缺陷测量结果与已知的微缺陷测量结果一致时，将所对应的初始反向参考电压作为反向参考电压。
本实施例中，获得初始反向参考电压的方法包括：根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值的平均值BV1，获取初始反向参考电压V＝m*BV1/n，其中，m和n为正整数，m<n，且n>1。
根据基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取参考电压值的方法，请参考上一实施例的描述，在此不再赘述。
请继续参考图10，在暗场环境下，对基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的第一暗电流值；根据单片或多片基准晶圆中若干基准雪崩二极管的若干第一暗电流值，获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布；在暗场环境下，对待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的第二暗电流值；根据待测晶圆中若干待测雪崩二极管的若干第二暗电流值，获得待测晶圆的待测暗电流概率密度分布。
在暗场环境下，分别获得基准晶圆的基准暗电流概率密度分布和待测晶圆的待测暗电流概率密度分布的方法，请参考上一实施例中，在暗场环境下，分别获得基准晶圆的基准雪崩概率密度分布和待测晶圆的待测雪崩概率密度分布的方法，在此不做赘述。
请继续参考图10，基于基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果。
本实施例中，对待测暗电流概率密度分布和基准暗电流概率密度分布进行比较的方法包括：获得基准暗电流概率密度分布在概率密度最大处的第一概率值α1；获得待测暗电流概率密度分布在概率密度最大处的第二概率值α2；比较第一概率值α1和第二概率值α2的大小，获得第一测量结果。
本实施例中，对待测暗电流概率密度分布和基准暗电流概率密度分布进行比较的方法，还包括：在获得第一测量结果之后，提供预设倍数β，预设倍数β大于0且小于1；获取所述基准暗电流概率密度分布的第一概率密度最大值，以及对应所述第一概率密度最大值的预设倍数β的第一概率密度值；获取所述待测暗电流概率密度分布的第二概率密度最大值，以及对应所述第二概率密度最大值的预设倍数β的第二概率密度值；在所述基准暗电流概率密度分布中，确定所述第一概率密度值所对应位置点之间的第一宽度值；在所述待测暗电流概率密度分布中，确定所述第二概率密度值所对应位置点之间的第二宽度值；比较第二宽度值和第一宽度值，获得第二测量结果。
针对“基准暗电流概率密度分布和待测暗电流概率密度分布，获得待测晶圆的微缺陷测量结果”的详细描述，请参考上一实施例中，“对待测雪崩概率密度分布和基准雪崩概率密度分布进行比较，获得待测晶圆的微缺陷测量结果”的描述，在此不做赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (20)
1.一种微缺陷测量结构，其特征在于，包括：
晶圆，所述晶圆包括功能区和非功能区；
位于所述非功能区内的若干雪崩二极管。
2.如权利要求1所述的微缺陷测量结构，其特征在于，所述晶圆包括若干相互分立的芯片区和相邻芯片区之间的切割道；所述芯片区包括所述功能区；所述非功能区包括所述切割道。
3.如权利要求1所述的微缺陷测量结构，其特征在于，位于所述晶圆内的隔离结构，所述隔离结构包围各所述雪崩二极管。
4.一种微缺陷测量方法，其特征在于，包括：
提供基准晶圆，所述基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，所述基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；
提供待测晶圆，所述待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，所述待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；
在暗场环境下，对所述基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别多次施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第一雪崩概率值；
根据若干所述第一雪崩概率值，获得所述基准晶圆的基准雪崩概率密度分布；
在暗场环境下，对所述待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加所述反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第二雪崩概率值；
根据若干所述第二雪崩概率值，获得所述待测晶圆的待测雪崩概率密度分布；
基于所述待测雪崩概率密度分布和所述基准雪崩概率密度分布，获得所述待测晶圆的微缺陷测量结果。
5.如权利要求4所述的微缺陷测量方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述基准晶圆获取所述反向参考电压；通过基准晶圆获取所述反向参考电压的方法包括：对所述基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值，在暗场环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的暗场击穿电压值；根据获得的若干所述本征击穿电压值和所述暗场击穿电压值，获得所述反向参考电压。
6.如权利要求5所述的微缺陷测量方法，其特征在于，根据获得的若干所述本征击穿电压值和所述暗场击穿电压值，获得所述反向参考电压的方法包括：以获得的若干所述本征击穿电压值的平均值为第一电压值，以获得的若干所述暗场击穿电压值的平均值为第二电压值；根据所述第一电压值和所述第二电压值获取所述反向参考电压，所述反向参考电压大于所述第一电压值，且低于所述第二电压值。
7.如权利要求6所述的微缺陷测量方法，其特征在于，根据所述第一电压值和第二电压值获取所述反向参考电压的方法还包括：提供校准晶圆，所述校准晶圆包括校准功能区和校准非功能区，所述校准非功能区内具有若干校准雪崩二极管器件，所述校准晶圆相对于所述基准晶圆具有已知的缺陷测量结果；根据所述第一电压值和第二电压值，获取初始反向参考电压；在暗场环境下，对所述基准晶圆中的各个雪崩二极管器件分别多次施加所述初始反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第三雪崩概率值；根据若干所述第三雪崩概率值，获得所述基准晶圆的初始基准雪崩概率密度分布曲线；在暗场环境下，对所述校准晶圆中的各个校准雪崩二极管器件分别多次施加所述初始反向参考电压，获取各个校准雪崩二极管器件发生雪崩击穿的第四雪崩概率值；根据若干所述第四雪崩概率值，获得所述校准晶圆的校准雪崩概率密度分布；对所述校准雪崩概率密度分布和所述初始基准雪崩概率密度分布进行比较，并在获得的校准晶圆的微缺陷测量结果与所述已知的微缺陷测量结果一致时，将所对应的所述初始反向参考电压作为所述反向参考电压。
8.如权利要求7所述的微缺陷测量方法，其特征在于，根据所述第一电压值和第二电压值，获取所述初始反向参考电压V的方法包括：根据第一电压值BV1和第二电压值BV2，获取初始反向参考电压V＝BV1+m(BV2-BV1)/n，其中，m和n为正整数，m<n，且n>1。
9.如权利要求4所述的微缺陷测量方法，其特征在于，获取所述第一雪崩概率值或所述第二雪崩概率值的方法包括：对各个所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管进行多次测量时，通过对所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定，获得雪崩击穿的总次数；以雪崩击穿的总次数与测量次数的比例为所述第一雪崩概率值或所述第二雪崩概率值。
10.如权利要求9所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管发生雪崩击穿的情况进行判定的方法包括：提供采样时长和参考电流值；对所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管进行持续加压；在所述采样时长内，若测得的所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管的平均电流值大于所述参考电流值，则确定所述基准雪崩二极管或所述待测雪崩二极管发生有雪崩击穿。
11.如权利要求10所述的微缺陷测量方法，其特征在于，持续加压时间范围为小于或等于10ms；所述采样时长小于或等于所述持续加压时间；所述参考电流值范围为1E8 A/μm2至1E14 A/μm2。
12.如权利要求4所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对所述待测雪崩概率密度分布和所述基准雪崩概率密度分布进行比较的方法包括：获得所述基准雪崩概率密度分布在概率密度最大处的第一概率值；获得待测雪崩概率密度分布在概率密度最大处的第二概率值；比较所述第一概率值和所述第二概率值的大小，获得第一测量结果。
13.如权利要求12所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对所述待测雪崩概率密度分布和所述基准雪崩概率密度分布进行比较的方法，还包括：获取第一测量结果之后，提供预设倍数，所述预设倍数大于0且小于1；获取所述基准雪崩概率密度分布的第一概率密度最大值，以及对应所述第一概率密度最大值的预设倍数的第一概率密度值；获取所述待测雪崩概率密度分布的第二概率密度最大值，以及对应所述第二概率密度最大值的预设倍数的第二概率密度值；在所述基准雪崩概率密度分布中，确定所述第一概率密度值所对应位置点之间的第一宽度值；在所述待测雪崩概率密度分布中，确定所述第二概率密度值所对应位置点之间的第二宽度值；比较所述第二宽度值和所述第一宽度值，获得第二测量结果。
14.一种微缺陷测量方法，其特征在于，包括：
提供基准晶圆，所述基准晶圆包括基准功能区和基准非功能区，所述基准非功能区内具有若干基准雪崩二极管器件；
提供待测晶圆，所述待测晶圆包括待测功能区和待测非功能区，所述待测非功能区内具有若干待测雪崩二极管器件；
在暗场环境下，对所述基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的第一暗电流值；
根据若干所述第一暗电流值，获得所述基准晶圆的基准暗电流概率密度分布；
在暗场环境下，对所述待测晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加所述反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的第二暗电流值；
根据若干所述第二暗电流值，获得所述待测晶圆的待测暗电流概率密度分布；
基于所述基准暗电流概率密度分布和所述待测暗电流概率密度分布，获得所述待测晶圆的微缺陷测量结果。
15.如权利要求14所述的微缺陷测量方法，其特征在于，所述方法还包括：通过基准晶圆获取反向参考电压；通过基准晶圆获取反向参考电压的方法包括：对所述基准晶圆中的至少一个基准雪崩二极管器件，在光环境下进行电流-电压特性测试，获得各个被测量的基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值；根据所述基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取所述参考电压值。
16.如权利要求15所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对单个雪崩二极管器件，获得本征击穿电压值的方法包括：对被测量的基准雪崩二极管器件进行多次电流-电压特性测试；在所述多次电流-电压特性测试中，相邻两次的加压的时间间隔范围为1μs至1s。
17.如权利要求15所述的微缺陷测量方法，其特征在于，根据所述基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值，获取所述参考电压值的方法，还包括：提供校准晶圆，所述校准晶圆包括校准功能区和校准非功能区，所述校准非功能区具有若干校准雪崩二极管器件，所述校准晶圆相对于所述基准晶圆具有已知的缺陷测量结果；根据所述基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的若干本征击穿电压值的平均值，获取若干初始反向参考电压；在暗场环境下，对所述基准晶圆中的各个基准雪崩二极管器件分别施加所述初始反向参考电压，获取各个基准雪崩二极管器件的初始第一暗电流值；根据若干所述初始第一暗电流值，获得所述基准晶圆的初始基准暗电流概率密度分布；在暗场环境下，对所述校准晶圆中的各个待测雪崩二极管器件分别多次施加所述初始反向参考电压，获取各个待测雪崩二极管器件的初始第二暗电流值；根据若干所述初始第二暗电流值，获得所述待测晶圆的初始待测暗电流概率密度分布；对所述初始基准暗电流概率密度分布和所述初始待测暗电流概率密度分布进行比较，并在获得的校准晶圆的微缺陷测量结果与所述已知的微缺陷测量结果一致时，将所对应的所述初始反向参考电压作为所述反向参考电压。
18.如权利要求17所述的微缺陷测量方法，其特征在于，获得所述初始反向参考电压的方法包括：根据所述基准晶圆中若干基准雪崩二极管器件的本征击穿电压值的平均值BV1，获取所述初始反向参考电压V＝m*BV1/n，其中，m和n为正整数，m<n，且n>1。
19.如权利要求14所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对所述待测暗电流概率密度分布和所述基准暗电流概率密度分布进行比较的方法包括：获得所述基准暗电流概率密度分布在概率密度最大处的第一概率值；获得所述待测暗电流概率密度分布在概率密度最大处的第二概率值；比较所述第一概率值和所述第二概率值的大小，获得第一测量结果。
20.如权利要求19所述的微缺陷测量方法，其特征在于，对所述待测暗电流概率密度分布和所述基准暗电流概率密度分布进行比较的方法，还包括：在获得第一测量结果之后，提供预设倍数，所述预设倍数大于0且小于1；获取所述基准暗电流概率密度分布的第一概率密度最大值，以及对应所述第一概率密度最大值的预设倍数的第一概率密度值；获取所述待测暗电流概率密度分布的第二概率密度最大值，以及对应所述第二概率密度最大值的预设倍数的第二概率密度值；在所述基准暗电流概率密度分布中，确定所述第一概率密度值所对应位置点之间的第一宽度值；在所述待测暗电流概率密度分布中，确定所述第二概率密度值所对应位置点之间的第二宽度值；比较所述第二宽度值和所述第一宽度值，获得第二测量结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211007737.7A CN117672882A (zh) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 微缺陷测量结构及其测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211007737.7A CN117672882A (zh) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 微缺陷测量结构及其测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117672882A true CN117672882A (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=90066607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211007737.7A Pending CN117672882A (zh) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 微缺陷测量结构及其测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117672882A (zh) |
-
2022
- 2022-08-22 CN CN202211007737.7A patent/CN117672882A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7772867B2 (en) | Structures for testing and locating defects in integrated circuits | |
| US8865482B2 (en) | Method of detecting the circular uniformity of the semiconductor circular contact holes | |
| US6275059B1 (en) | Method for testing and diagnosing MOS transistors | |
| US6265890B1 (en) | In-line non-contact depletion capacitance measurement method and apparatus | |
| CN110907792A (zh) | 一种DLTS结合DLOS确定GaN辐照缺陷能级的方法及装置 | |
| US6326220B1 (en) | Method for determining near-surface doping concentration | |
| Vianello et al. | Optimization of double-side 3D detector technology for first productions at FBK | |
| US20100221851A1 (en) | Test structure and method for detecting charge effects during semiconductor processing | |
| US8004290B1 (en) | Method and apparatus for determining dielectric layer properties | |
| US9465069B2 (en) | Method for the extraction of recombination characteristics at metallized semiconductor surfaces | |
| CN117672882A (zh) | 微缺陷测量结构及其测量方法 | |
| JP3185876B2 (ja) | 半導体装置のコンタクト開口検査方法 | |
| Nanver et al. | Test structures without metal contacts for DC measurement of 2D-materials deposited on silicon | |
| US7405580B2 (en) | Self-calibration in non-contact surface photovoltage measurement of depletion capacitance and dopant concentration | |
| US4859938A (en) | Novel technique to detect oxydonor generation in IC fabrication | |
| Polignano et al. | Comparison of techniques for detecting metal contamination in silicon wafers | |
| EP1610373A2 (en) | Method and apparatus for determining generation lifetime of product semiconductor wafers | |
| Germanicus et al. | Parametric nano-electrical analysis for SiC junctions of a packaged device | |
| Zanchi et al. | A probe detector for defectivity assessment in pn junctions | |
| EP0100396A1 (en) | Determination of true electrical channel length of surface FET | |
| US20090032813A1 (en) | Test Wafer, Manufacturing Method Thereof and Method for Measuring Plasma Damage | |
| CN116936543B (zh) | 一种电容测试结构、制备方法、测试方法及应用 | |
| KR20100062400A (ko) | 반도체 웨이퍼의 결함 분석 방법 | |
| Abdel et al. | Fabrication and characterization of ultra-thin PIN silicon detectors for counting the passage of MeV ions | |
| Bergmann et al. | Measurement of the PtH defect depth profiles in fully processed silicon high-voltage diodes by improved current transient spectroscopy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |