[发明专利]一种纳米级静电保护器件失效微区的表征方法在审

专利信息
申请号: 202010379580.5 申请日: 2020-05-07
公开(公告)号: CN111638237A 公开(公告)日: 2020-09-08
发明(设计)人: 吴幸;陈新倩;徐何军;杨鑫 申请(专利权)人: 华东师范大学
主分类号: G01N23/2251 分类号: G01N23/2251;G01N23/2204
代理公司: 上海蓝迪专利商标事务所(普通合伙) 31215 代理人: 徐筱梅;张翔
地址: 200241 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 静电 保护 器件 失效 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。

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