[发明专利]激光退火均匀性的验证方法

说明书

本发明提供了一种激光退火均匀性的验证方法，其通过半导体衬底、热隔离膜和金属膜堆叠而成的验证结构，在相应的激光退火条件下对验证结构进行激光退火，至少部分金属膜在该激光退火过程中被热熔化，由此使得验证结构在退火前后的表面形貌发生变化，进而可以通过观察和分析验证结构在退火后的表面形貌，来直观地判断该激光退火的均匀性，方法简单，易于实施，且不需要在退火后通过验证器件的电学特性，来验证激光退火的均匀性，因此缩短了验证周期，并降低了验证成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，特别涉及一种激光退火均匀性的验证方法。

背景技术

半导体器件通常要和外部电路相连接，金半接触（即金属和半导体的接触，例如欧姆接触）是必不可少的，其形成工艺通常是：在半导体衬底（例如碳化硅SiC）的背面或正面上生长完成金属膜（例如镍Ni等）后，采用激光退火工艺对金属膜进行退火，激光的瞬时作用使得金属膜和半导体衬底的接触温度达到1000℃左右，由此使得激光照射到的金属膜热熔化并与半导体衬底发生硅化反应，进而形成金半接触，该过程中，由于激光退火工艺是点接触工艺，其他区域的温度可以维持在100℃以下，以避免对其他区域产生影响。

其中，激光退火均匀性，会显著影响最后制得的半导体器件的性能，继而影响整片晶圆的良率。因此需要对激光退火均匀性进行验证。传统方法是在激光退火结束以后，在晶圆端对晶圆上的各器件的电学特性进行验证，由此通过器件性能反应激光退火工艺的优劣，这种方法，验证周期长（即耗时长），成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光退火均匀性的验证方法，能够缩短验证周期，降低验证成本。

为实现上述目的，本发明提供一种激光退火均匀性的验证方法，其包括以下步骤：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次层叠热隔离膜和金属膜，以形成验证结构；

采用相应的激光退火条件，从所述金属膜侧对所述验证结构进行激光退火，且在所述激光退火的过程中，所述热隔离膜阻挡激光退火的热量传导至所述半导体衬底，至少部分所述金属膜被热熔化；

观察分析所述验证结构退火后的表面形貌，以判断激光退火均匀性。

可选地，所述半导体衬底的材料包括硅、碳化硅、锗或绝缘体上硅。

可选地，所述半导体衬底的厚度为300μm~400μm。

可选地，所述热隔离膜的材料包括氧化物和/或氮化物。

可选地，所述热隔离膜的厚度为50nm~2000nm。

可选地，所述金属膜的材料包括铝、铜、镍、钛、钽、钴、钨、钼、锰、铌和铬中的至少一种。

可选地，所述金属膜的厚度为50nm~200nm。

可选地，所述金属膜被激光退火所熔化的部分形成透明状的结构。

可选地，所述验证结构退火后的表面形貌呈现明暗相间的形貌或者全暗的形貌，且当所述验证结构退火后的表面形貌呈现明暗相间的形貌的程度超出要求时，判定所述激光退火均匀性不符合要求；当所述验证结构退火后的表面形貌呈现明暗相间的形貌的程度未超出要求或者呈现全暗的形貌时，判定所述激光退火均匀性符合要求。

可选地，所述激光退火条件包括激光能量密度以及相邻两个退火区域的重叠率。

与现有技术相比，本发明的技术方案，至少具有以下有益效果之一：

1、提供半导体衬底、热隔离膜和金属膜堆叠而成的验证结构，在待验证的激光退火条件下对验证结构进行激光退火，金属膜在该激光退火过程中至少部分熔化，使得验证结构在退火前后的表面形貌发生变化，进而可以通过观察和分析验证结构在退火后的表面形貌，来直观地判断该激光退火的均匀性，方法简单，易于实施。