PN结样品的获取方法技术

本发明专利技术提供了一种PN结样品的获取方法。通过在预制备体的互连结构层中形成开窗，以使蚀刻溶液可以通过开窗，实现从预制备体的顶部和PN结进行反应，因此在将预制备体浸入至蚀刻溶液之前可以不执行切割过程，有效减少了切割工艺的执行次数，并且在PN结和蚀刻溶液进行反应时，PN结的截面可以不暴露出，从而可以避免PN结的截面被蚀刻溶液污染。此外，针对预制备体中具有多个PN结的情况，则可以使多个PN结同时与蚀刻溶液反应，有利于对反应时间进行统一调控，降低PN结样品的获取难度。

【技术实现步骤摘要】
PN结样品的获取方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种PN结样品的获取方法。
技术介绍
任何一种结型半导体器件的设计和制造总是同PN结紧密的联系在一起，因此PN结的质量检测对芯片的制程控制、工艺改进以及结型半导体器件的失效分析至关重要。目前，针对PN结的检测往往需要采用结蚀刻(junctionstain)的方法，以将P型半导体区和N型半导体区分开。具体的，图1a～图1c为现有的一种获取PN结样品过程中的结构示意图，参考图1a～图1c所示，在获取PN结样品时，目前通常采用的方法包括如下步骤。步骤一，如图1a所示，提供预制备体10，所述预制备体10中形成有PN结。步骤二，继续参考图1a所示，对所述预制备体10中对应于PN结的区域执行第一次切割过程，以形成暴露出PN结的片状样品20。需要说明的是，在后续步骤中，需要将暴露有PN结的预制备体10浸入至蚀刻溶液中，因此通过所述第一次切割过程，是在所述PN结区域的两侧挖槽以形成片状样品20，所述片状样品20仍然与预制备体10的母体连接。步骤三，将所述预制备体10浸入至蚀刻溶液中，所述蚀刻溶液与片状样品20中的PN结反应，以使PN结的界面显现出。应当认识到，在PN结和刻蚀溶液进行反应时，决定反应时间的其中一个因素是片状样品20的厚度，因此可根据片状样品20的厚度对应的调整反应时间。步骤四，具体参考图1b所示，对所述预制备体10执行第二次切割过程，以使含有PN结区域的片状样品20与预制备体10的母体分离，形成PN结样品。由此可见，传统的PN结样品的获取方法中，在将对应的片状样品浸入至蚀刻溶液之前和浸入至蚀刻溶液之后均需要执行切割过程，其获取过程较为繁琐。尤其是，在针对预制备体10中具有至少两个PN结时，则需要循环多次执行步骤二至步骤四，以分别获取多个PN结样品，此时将会产生更多的问题，例如会存在如下技术问题：1、针对每一PN结而言，均需要在对应的片状样品浸入蚀刻溶液之前和浸入蚀刻溶液之后都执行切割过程，从而造成切割设备的资源浪费；2、针对不同的PN结而言，不同次的切割过程不可避免的会使所得到的片状样品的厚度不同，此时会导致不同的片状样品与刻蚀溶液的反应时间难以统一；3、暴露出的PN结浸入至蚀刻溶液中，容易污染PN结的截面；尤其是，针对多个PN结样品需要依次浸入至蚀刻溶液中时，会在蚀刻溶液中残留大量的污染物，那么在将下一PN结的片状样品浸入至蚀刻溶液中进行反应时，则下一PN结的片状样品将会被严重污染。例如参考图1c所示，大量污染物附着在PN结的截面上(具体参考图1c中的虚线框所示)，不仅会导致PN结的界面显示效果不佳，并且还会影响后续对PN结的观测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PN结样品的获取方法，以解决现有的PN结样品的获取方法中需要执行多次的切割过程、PN结样品容易被污染以及PN结和蚀刻溶液的反应时间难以统一的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种PN结样品的获取方法，包括：提供一预制备体，所述预制备体包括衬底和形成在衬底顶表面上的互连结构层，以及所述衬底中形成有至少一个PN结；形成至少一开窗在所述互连结构层中，所述开窗暴露出所述衬底的顶表面；将所述预制备体浸入至一蚀刻溶液中，所述蚀刻溶液通过所述开窗和所述衬底中的PN结进行反应，以显现出所述PN结的界面；以及，对所述预制备体执行切割工艺，暴露出所述PN结的截面，以构成PN结样品。可选的，所述开窗暴露出所述PN结中的至少一半导体区。可选的，所述互连结构层包括介质层和形成在所述介质层中的导电插塞，所述导电插塞的底部延伸至所述衬底的顶表面；以及，形成所述开窗的方法包括：从所述预制备体的顶表面执行研磨工艺，以暴露出所述导电插塞，并去除所述导电插塞，以在所述介质层中形成所述开窗。可选的，在去除所述导电插塞之前，所述导电插塞的底部与所述PN结中的至少一半导体区电性连接。可选的，在显现出所述PN结的界面之后，以及执行所述切割工艺之前，还包括：清洗所述预制备体，以去除附着在所述预制备体上的蚀刻溶液。可选的，在显现出所述PN结的界面之后，以及执行所述切割工艺之前，还包括：形成保护层在所述衬底上，所述保护层填充所述开窗。可选的，形成所述保护层的方法包括：利用旋涂工艺涂覆所述保护层的材料在所述衬底上。可选的，在所述预制备体的所述衬底中形成有至少两个PN结；以及，在将所述预制备体浸入至所述蚀刻溶液中时，所述至少两个PN结同时和所述蚀刻溶液进行反应。可选的，所述预制备体中形成有至少两个结型半导体器件；其中，在形成所述开窗时，每一所述结型半导体器件对应有至少一个所述开窗；在将所述预制备体浸入至所述蚀刻溶液中时，所述至少两个结型半导体器件的PN结同时和所述蚀刻溶液进行反应；以及，在执行所述切割工艺时，依次执行至少两次切割过程，以分别形成与所述至少两个结型半导体器件相对应的PN结样品。可选的，所述至少两个结型半导体器件包括N型晶体管和P型晶体管。在本专利技术提供的PN结样品的获取方法中，通过在互连结构层中形成开窗，以利用开窗实现蚀刻溶液可以从预制备体的顶部和PN结进行反应，以显现出PN结的界面，之后，执行切割工艺，以形成暴露有PN结的PN结样品。即，本专利技术提供的获取方法中，在使PN结和蚀刻溶液进行反应之前，并不需要执行切割过程以暴露出PN结的截面，从而可以减少切割工艺的执行次数，并且在将预制备体浸入至蚀刻溶液中时，PN结的截面未暴露出，进而可以避免PN结的截面被污染。尤其是，基于本专利技术中是从预制备体的顶表面实现对PN结界面的显现过程，因此预制备体中的两个或两个以上的PN结即可以同时与蚀刻溶液进行反应，此时对于预制备体中的多个PN结与蚀刻溶液的反应时间可以统一调控，有利于降低PN结样品的获取难度。进一步的，针对形成有导电插塞的预制备体而言，则可以在执行切割工艺之前去除导电插塞。如此一来，一方面，可以避免后续在执行切割工艺时产生窗帘效应(curtaineffect)；另一方面，通过去除导电插塞，可以形成暴露出衬底顶表面的通孔，从而可以直接利用该通孔使蚀刻溶液与衬底中的PN结反应，进一步简化了PN结样品的获取过程，并提高所获取的PN结样品的品质。附图说明图1a～图1c为现有的一种获取PN结样品过程中的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中的PN结样品的获取方法的流程示意图；图3a为本专利技术一实施例中的PN结样品的获取方法在其执行步骤S100时预制备体的俯视图；图3b为本专利技术一实施例中的PN结样品的获取方法在其执行步骤S100时预制备体的部分截面示意图；图4a为本专利技术一实施例中的PN结样品的获取方法在其执行步骤S200时预制备体的俯视图；图4b为本专利技术一实施例中的PN结样品的获取方法在其执行步骤S200时预制备体的部分截面示意图；...

【技术保护点】
1.一种PN结样品的获取方法，其特征在于，包括：/n提供一预制备体，所述预制备体包括衬底和形成在衬底顶表面上的互连结构层，以及所述衬底中形成有至少一个PN结；/n形成至少一开窗在所述互连结构层中，所述开窗暴露出所述衬底的顶表面；/n将所述预制备体浸入至一蚀刻溶液中，所述蚀刻溶液通过所述开窗和所述衬底中的PN结进行反应，以显现出所述PN结的界面；以及，/n对所述预制备体执行切割工艺，暴露出所述PN结的截面，以构成PN结样品。/n

【技术特征摘要】
1.一种PN结样品的获取方法，其特征在于，包括：
提供一预制备体，所述预制备体包括衬底和形成在衬底顶表面上的互连结构层，以及所述衬底中形成有至少一个PN结；
形成至少一开窗在所述互连结构层中，所述开窗暴露出所述衬底的顶表面；
将所述预制备体浸入至一蚀刻溶液中，所述蚀刻溶液通过所述开窗和所述衬底中的PN结进行反应，以显现出所述PN结的界面；以及，
对所述预制备体执行切割工艺，暴露出所述PN结的截面，以构成PN结样品。


2.如权利要求1所述的PN结样品的获取方法，其特征在于，所述开窗暴露出所述PN结中的至少一半导体区。


3.如权利要求1所述的PN结样品的获取方法，其特征在于，所述互连结构层包括介质层和形成在所述介质层中的导电插塞，所述导电插塞的底部延伸至所述衬底的顶表面；
以及，形成所述开窗的方法包括：从所述预制备体的顶表面执行研磨工艺，以暴露出所述导电插塞，并去除所述导电插塞，以在所述介质层中形成所述开窗。


4.如权利要求3所述的PN结样品的获取方法，其特征在于，在去除所述导电插塞之前，所述导电插塞的底部与所述PN结中的至少一半导体区电性连接。


5.如权利要求1所述的PN结样品的获取方法，其特征在于，在显现出所述PN结的界面之后，以及执行所述切割工艺之前，还包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡咏渊，龚超，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34