[发明专利]一种纳米级静电保护器件失效微区的表征方法

权利要求书

1.一种纳米级静电保护器件失效微区的表征方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：选取一个静电失效的纳米级静电保护器件，对比相同工作电压下未失效时的漏电流，该失效器件漏电流发生突增，表面无缺陷但是内部已经发生短路现象，此为失效样品；

步骤2：将步骤1中的失效样品置于激光束电阻异常侦测仪器中，正极接恒定电压，负极接地，构成回路；其中电压为0.1 ~ 0.6 V；激光辐照失效样品的表面，激光部分能量被器件吸收转化为热量；器件内部缺陷导致的电阻值的变化会转化为电流的变化，此时电流变化的大小将转为所成像的像素亮度并记录，通过叠加像素变化的位置和同视角下光学显微镜图，得到失效热点；

步骤3：将失效样品放入双束聚焦离子束-扫描电子显微镜的仪器中，根据步骤2所得的失效热点的位置，在其表面沉积一层Pt保护层，其中长度是失效热点的8 ~ 10倍，宽度是失效热点的3 ~ 5倍，厚度为100 ~ 120 nm；采用大束流在Pt保护层的两侧挖沟槽得到粗切后的样品；其中，电流值为50 ~ 70 nA；

步骤4：从扫描电子显微镜的窗口实时观察由步骤3所得的粗切样品的两侧界面，当观察到一侧界面的金属层出现异常形貌时，则改用中束流切割样品；其中，电流值为20 ~ 50nA；

步骤5：当由步骤4所得的样品界面的其中一侧出现有源区异常形貌时，暂停该侧的离子束切割，采用中束流继续切割另一侧至出现相同程度的有源区异常形貌；其中电流值为20 ~ 50 nA；

步骤6：将探针移到步骤5所得的失效样品的上表面，沉积一层Pt粘连探针和样品，再切断失效样品与衬底的连接，并利用探针转移其置于钼柱上，改用小束流进行精细减薄，得到TEM样品；其中，电流为8 ~ 15 nA，减薄的厚度80 ~ 100 nm；

步骤7：将步骤6所述置有TEM样品的钼柱放入透射电子显微镜样品杆上，并将样品杆插入透射电子显微镜的样品腔，对失效样品的内部失效区域拍摄高分辨图像；切换扫描透射电子显微镜模式，对失效区域进行元素种类与含量的采集；至此，完成纳米级静电保护器件失效微区的表征。

2.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，步骤1所述的静电保护器件为可控硅整流器、二极管或双极型晶体管。

3.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，步骤1所述的工作电压是所述静电保护器件设计所适用的输入/输出引脚的标准。