[go: up one dir, main page]

RU198664U1 - TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS - Google Patents

TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS Download PDF

Info

Publication number
RU198664U1
RU198664U1 RU2020114107U RU2020114107U RU198664U1 RU 198664 U1 RU198664 U1 RU 198664U1 RU 2020114107 U RU2020114107 U RU 2020114107U RU 2020114107 U RU2020114107 U RU 2020114107U RU 198664 U1 RU198664 U1 RU 198664U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wells
silicon
grooves
polysilicon
filling
Prior art date
Application number
RU2020114107U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Брюхно
Виктория Викторовна Стрекалова
Original Assignee
Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" filed Critical Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority to RU2020114107U priority Critical patent/RU198664U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU198664U1 publication Critical patent/RU198664U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Областью применения предлагаемой полезной модели является микроэлектроника, а именно устройство для оперативного контроля качества заполнения поликремнием колодцев в полупроводнике, при производстве кремниевых конденсаторов.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества и оперативности контроля.Указанный результат достигается тем, что в отличие от известного, в предлагаемом тестовом элементе для контроля качества заполнения поликремнием колодцев кремниевых конденсаторов, содержащем полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных колодцев, поверхность которых покрыта слоем диэлектрика и заполненных поликремнием, тестовые колодцы выполнены в форме канавок, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем ширину канавок А берут равной диаметру колодца рабочего кремниевого конденсатора, а длину канавок D выбирают из формулы 4H/tgα≥D≥2H/tgα, где Н - наибольшая глубина канавок, α - угол шлифования тестового элемента.The field of application of the proposed utility model is microelectronics, namely, a device for operational control of the quality of filling with polysilicon wells in a semiconductor in the production of silicon capacitors. The technical result of the proposed utility model is to improve the quality and efficiency of control. the proposed test element for quality control of filling the wells of silicon capacitors with polysilicon, containing a semiconductor plate, a relief formed on it from etched wells, the surface of which is covered with a dielectric layer and filled with polysilicon, the test wells are made in the form of grooves located in two mutually perpendicular directions, and the width of the grooves A is taken equal to the diameter of the well of the working silicon capacitor, and the length of the grooves D is chosen from the formula 4H / tgα≥D≥2H / tgα, where H is the greatest depth of the grooves, α is the grinding angle of the test element ...

Description

Областью применения предлагаемой полезной модели является микроэлектроника, а именно устройство для оперативного контроля качества заполнения поликремнием колодцев в полупроводнике, при производстве кремниевых конденсаторов.The field of application of the proposed utility model is microelectronics, namely, a device for operational control of the quality of filling with polysilicon wells in a semiconductor, in the production of silicon capacitors.

Контроль качества заполнения поликремнием колодцев кремниевых конденсаторов проводится посредством выполнения косого шлифа (см. книгу Р. Бургер, Р. Донован. Основы технологии кремниевых интегральных микросхем. Окисление, диффузия эпитаксия. - М.: Мир, 1969. - 298-299 с.).Quality control of filling the wells of silicon capacitors with polysilicon is carried out by performing an oblique section (see the book R. Burger, R. Donovan. Fundamentals of technology of silicon integrated circuits. Oxidation, diffusion epitaxy. - M .: Mir, 1969. - 298-299 p.) ...

Метод косого шлифа является методом разрушающего контроля и используется в электронной технике, в частности в микроэлектронике, при анализе дефектов кристаллов полупроводниковых приборов и микросхем, для определения глубин залегания р-n переходов, толщин эпитаксиальных структур, толщин окисла, а также глубин вытравленных в полупроводнике колодцев. При изготовлении косого шлифа поверхность шлифовки составляет малый угол с поверхностью полупроводникового кристалла, что приводит к «расширению» сечения полупроводникового кристалла. В таком случае глубины и толщины могут быть относительно легко измерены. «Расширение» сечения пропорционально тангенсу угла наклона поверхности шлифовки к поверхности полупроводникового кристалла. Угол формируется шлифовкой полупроводникового кристалла, предварительно размещенного на наклонной поверхности специально подготовленного держателя. Полупроводниковый кристалл на время шлифовки приклеивается к держателю при помощи воска. После окончания шлифовки держатель с полупроводниковым кристаллом нагревается, и полупроводниковый кристалл отделяется от держателя для дальнейшего анализа.The oblique section method is a destructive testing method and is used in electronic engineering, in particular in microelectronics, in the analysis of defects in crystals of semiconductor devices and microcircuits, to determine the depths of pn junctions, the thickness of epitaxial structures, the thickness of the oxide, as well as the depths of wells etched into the semiconductor. ... When making an oblique section, the surface of the grinding makes a small angle with the surface of the semiconductor crystal, which leads to the "expansion" of the cross section of the semiconductor crystal. In such a case, depths and thicknesses can be measured relatively easily. "Expansion" of the section is proportional to the tangent of the angle of inclination of the grinding surface to the surface of the semiconductor crystal. The angle is formed by grinding a semiconductor crystal previously placed on an inclined surface of a specially prepared holder. The semiconductor crystal is glued to the holder with wax during grinding. After finishing the grinding, the semiconductor crystal holder is heated and the semiconductor crystal is separated from the holder for further analysis.

Наиболее близким к предлагаемому является тестовый элемент для контроля качества заполнения поликремнием колодцев кремниевых конденсаторов, содержащий полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных колодцев, поверхность которых покрыта слоем диэлектрика и заполненных поликремнием (см., например, «High-Density, Low-Loss MOS Capacitors for Integrated RF Decoupling» из журнала «The International Journal of Microcircuits and Electronic Packaging», том 24, номер 3, 2001 г., стр. 182-196).The closest to the proposed one is a test element for quality control of filling the wells of silicon capacitors with polysilicon, containing a semiconductor plate, a relief formed on it from etched wells, the surface of which is covered with a dielectric layer and filled with polysilicon (see, for example, "High-Density, Low-Loss MOS Capacitors for Integrated RF Decoupling from The International Journal of Microcircuits and Electronic Packaging, Volume 24, Number 3, 2001, pp. 182-196).

Недостатком данного тестового элемента является сложность совмещения вертикального шлифа с колодцами, заполненными поликремнием, а также неинформативность полученного сечения, так как шлиф может попасть не по центру колодцев, а отсечь его сегмент вдали от центра, что не позволит проконтролировать заполнение колодца поликремнием по всей глубине.The disadvantage of this test element is the complexity of aligning the vertical section with the wells filled with polysilicon, as well as the uninformativeness of the obtained section, since the section may not fall in the center of the wells, but cut off its segment far from the center, which will not allow controlling the filling of the well with polysilicon throughout the depth.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества и оперативности контроля.The technical result of the proposed utility model is to improve the quality and efficiency of control.

Указанный результат достигается тем, что в отличие от известного, в предлагаемом тестовом элементе для контроля качества заполнения поликремнием колодцев кремниевых конденсаторов, содержащем полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных колодцев, поверхность которых покрыта слоем диэлектрика и заполненных поликремнием, тестовые колодцы выполнены в форме канавок, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем ширину канавок А берут равной диаметру колодца рабочего кремниевого конденсатора, а длину канавок D выбирают из формулы: 4H/tgα≥D≥2H/tgα, где Н - наибольшая глубина канавок, α - угол шлифования тестового элемента.This result is achieved by the fact that, in contrast to the known one, in the proposed test element for quality control of filling the wells of silicon capacitors with polysilicon, containing a semiconductor plate, a relief formed on it from etched wells, the surface of which is covered with a dielectric layer and filled with polysilicon, the test wells are made in the form grooves located in two mutually perpendicular directions, and the width of the grooves A is taken equal to the diameter of the well of the working silicon capacitor, and the length of the grooves D is chosen from the formula: 4H / tgα≥D≥2H / tgα, where H is the greatest depth of the grooves, α is the grinding angle test item.

Данная конфигурация позволяет облегчить совмещение косого шлифа с тестовым элементом, а также получать четкий профиль канавки, заполненной поликремнием, по всей глубине.This configuration makes it easier to align the oblique section with the test element, as well as to obtain a clear profile of the groove filled with polysilicon throughout the entire depth.

Выбор ширины канавки А, равной диаметру колодца рабочего кремниевого конденсатора, позволяет оценивать качество заполнения поликремнием канавки максимально приближенно к колодцу рабочего кремниевого конденсатора.The choice of the groove width A equal to the diameter of the well of the working silicon capacitor makes it possible to evaluate the quality of filling the groove with polysilicon as close as possible to the well of the working silicon capacitor.

Длину канавок D выбирают больше 2H/tgα для легкости совмещения косого шлифа с тестовым элементом, а также для того, чтобы сечение охватывало тестовую канавку по всей глубине. Ограничение в 4H/tgα выбрано для того, чтобы сэкономить площадь, занимаемую тестовым элементом.The length of the grooves D is chosen more than 2H / tgα for easy alignment of the oblique section with the test element, and also for the section to cover the test groove throughout its depth. The limitation of 4H / tgα was chosen in order to save the area occupied by the test element.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 изображен тестовый элемент (вид сверху), а на фиг. 2 изображен тестовый элемент после выполнения косого шлифа. На фиг. 3 изображена изометрия увеличенного фрагмента тестового элемента после выполнения косого шлифа.The essence of the proposed utility model is illustrated by the figures. FIG. 1 shows a test element (top view), and FIG. 2 shows a test piece after making an oblique section. FIG. 3 shows an isometric view of an enlarged fragment of a test element after performing an oblique section.

Позициями на фиг. 1-3 обозначены:The positions in FIG. 1-3 are indicated:

1 - полупроводниковая пластина;1 - semiconductor plate;

2 - тестовые канавки;2 - test grooves;

3 - слой изолирующего диэлектрика;3 - layer of insulating dielectric;

4 - слой поликремния;4 - polysilicon layer;

А - ширина канавок;A is the width of the grooves;

D - длина канавок;D is the length of the grooves;

Н - глубина канавок.H is the depth of the grooves.

Указанный тестовый элемент можно изготовить следующим образом: на кремниевой пластине 1 ориентации (111) формируют методом фотолитографии в фоторезистивной маске конфигурацию тестовых канавок 2; далее на установке SI 500 проводят анизотропное травление в индукционно-связанной плазме SF6 и хладона 318 (глубина травления 35 мкм при ширине канавки А=3 мкм); затем выращивают слой изолирующего диэлектрика 3 в виде термического оксида кремния толщиной 0,2 мкм и пиролитического нитрида кремния толщиной 0,2 мкм; далее наносят слой поликремния 4, толщиной 3 мкм, методом пиролиза моносилана при пониженном давлении и температуре 650°С (см. фиг. 2, 3).The specified test element can be produced as follows: on a silicon wafer 1 of orientation (111), a configuration of test grooves 2 is formed by photolithography in a photoresist mask; then, anisotropic etching in inductively coupled plasma of SF 6 and freon 318 is carried out on the SI 500 unit (etching depth is 35 μm with a groove width A = 3 μm); then a layer of insulating dielectric 3 is grown in the form of thermal silicon oxide 0.2 μm thick and pyrolytic silicon nitride 0.2 μm thick; then a layer of polysilicon 4, 3 μm thick, is applied by the pyrolysis of monosilane at reduced pressure and a temperature of 650 ° C (see Fig. 2, 3).

Определение качества заполнения поликремнием канавок проводят под цифровым микроскопом, например, VHX-1000 фирмы Keyence (Япония), визуально. Цифровой микроскоп позволяет получить изображение с глубиной резкости от 3 мкм до 3 мм. Если использовать электронный микроскоп как в прототипе, то необходимо делать несколько попыток вертикального шлифа, пока он не попадет по центру колодцев, а само использование электронного микроскопа более трудоемко, так как необходимо проводить откачку вакуума и юстировку образца.Determination of the quality of filling the grooves with polysilicon is carried out under a digital microscope, for example, VHX-1000 from Keyence (Japan), visually. A digital microscope allows you to obtain an image with a depth of field from 3 μm to 3 mm. If an electron microscope is used as in a prototype, then it is necessary to make several attempts at a vertical section until it hits the center of the wells, and the use of an electron microscope itself is more laborious, since it is necessary to pump out the vacuum and adjust the sample.

Claims (1)

Тестовый элемент для контроля качества заполнения поликремнием колодцев кремниевых конденсаторов, содержащий полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных колодцев, поверхность которых покрыта слоем диэлектрика и заполненных поликремнием, отличающийся тем, что тестовые колодцы выполнены в форме канавок, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем ширину канавок А берут равной диаметру колодца рабочего кремниевого конденсатора, а длину канавок D выбирают из формулы: 4H/tgα≥D≥2H/tgα, где Н - наибольшая глубина канавок, α - угол шлифования тестового элемента.A test element for quality control of filling the wells of silicon capacitors with polysilicon, containing a semiconductor plate, a relief formed on it from etched wells, the surface of which is covered with a dielectric layer and filled with polysilicon, characterized in that the test wells are made in the form of grooves located in two mutually perpendicular directions, and the width of the grooves A is taken equal to the diameter of the well of the working silicon capacitor, and the length of the grooves D is selected from the formula: 4H / tgα≥D≥2H / tgα, where H is the greatest depth of the grooves, α is the grinding angle of the test element.
RU2020114107U 2020-04-03 2020-04-03 TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS RU198664U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114107U RU198664U1 (en) 2020-04-03 2020-04-03 TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114107U RU198664U1 (en) 2020-04-03 2020-04-03 TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU198664U1 true RU198664U1 (en) 2020-07-21

Family

ID=71740962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020114107U RU198664U1 (en) 2020-04-03 2020-04-03 TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU198664U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215932U1 (en) * 2022-03-22 2023-01-11 Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF WELLS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8581324B2 (en) * 2009-05-29 2013-11-12 Texas Instruments Incorporated Area-efficient electrically erasable programmable memory cell
US9136153B2 (en) * 2010-11-18 2015-09-15 Monolithic 3D Inc. 3D semiconductor device and structure with back-bias
RU2662061C1 (en) * 2017-10-25 2018-07-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Mems devices sealing method
RU190396U1 (en) * 2018-12-27 2019-07-01 Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" SILICON CAPACITOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8581324B2 (en) * 2009-05-29 2013-11-12 Texas Instruments Incorporated Area-efficient electrically erasable programmable memory cell
US9136153B2 (en) * 2010-11-18 2015-09-15 Monolithic 3D Inc. 3D semiconductor device and structure with back-bias
RU2662061C1 (en) * 2017-10-25 2018-07-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Mems devices sealing method
RU190396U1 (en) * 2018-12-27 2019-07-01 Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" SILICON CAPACITOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215932U1 (en) * 2022-03-22 2023-01-11 Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF WELLS
RU218310U1 (en) * 2022-12-12 2023-05-22 Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" A FAMILY OF INDICATOR LABELS FOR MONITORING THE THICKNESS OF SINGLE-CRYSTAL SILICON IN INSULATED POCKETS OF MICROSCIRCUIT WITH DIELECTRIC INSULATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100578748C (en) Cantilever probe and method of manufacturing same
JP5572924B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US6724204B2 (en) Probe structure for testing semiconductor devices and method for fabricating the same
WO2002004907A1 (en) Surface-micromachined pressure sensor and high pressure application
CN102790055A (en) DRAM structure and manufacturing method thereof, and IC structure and manufacturing method thereof
TW200707549A (en) Manufacturing method of semiconductor device
US6917115B2 (en) Alignment pattern for a semiconductor device manufacturing process
US5985681A (en) Method of producing bonded substrate with silicon-on-insulator structure
CN102403257A (en) Method for Improving the Etched Boundary Morphology of Deep Trench of Super Junction Devices
TW201236101A (en) Etch depth determination for SGT technology
RU198664U1 (en) TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF FILLING WITH POLY-SILICON OF SILICON CAPACITORS WELLS
JP4918140B2 (en) Semiconductor pressure sensor
CN107785486A (en) Trench isolations capacitor
CN104882436B (en) Twice in epitaxy technique photoetching alignment mark preparation method
CN102811942B (en) For the manufacture of method and the microelectromechanicdevices devices of microelectromechanicdevices devices
CN104409349B (en) The production method of trench device
US10096554B2 (en) Semiconductor device having an epitaxial layer and manufacturing method thereof
RU175042U1 (en) TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF ANISOTROPIC ETCHING OF THE grooves
RU215932U1 (en) TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF WELLS
CN112614823A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
US20190204172A1 (en) Pressure Sensor With Stepped Edge and Method of Manufacturing
CN107039235A (en) Driving chip with low warping degree and manufacturing method thereof
KR100417211B1 (en) Method of making metal wiring in semiconductor device
JP2003158179A (en) Semiconductor device and its fabricating method
US20240297125A1 (en) Memory device and fabricating method thereof