[发明专利]用于检测氮浓度的结构及方法

说明书

本发明提供一种用于检测氮浓度的结构及方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成氧化层；在所述氧化层表面形成氮化物层，且所述氮化物层中掺杂有氮；在所述氮化物层表面形成一多晶硅层；采用X射线衍射测量所述氮化物层中氮的浓度。本发明中，采用X射线衍射对氮化物层中的氮浓度进行检测时多晶硅层能够阻挡X射线的部分能量，防止X射线对氮化物层中的氮的化合键造成损伤，且多晶硅层并不会降低X射线的强度，保证氮浓度测量的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种用于检测氮浓度的结构及方法。

背景技术

半导体器件制造过程中，通常采用氮化物的介质材料，并且需要对氮化物中的氮浓度进行检测，以便为后续工艺提供参考。参考图1中所示，目前，通常直接采用X射线衍射（XRD）对半导体衬底10上的含氮结构11中的氮12的浓度进行检测，氮浓度的检测结果参考图2中所示。图2中横坐标表示XRD检测的次数，纵坐标表示氮含氮结构12中的氮浓度。从图2中可以看出，经过X射线检测之后，含氮结构12中的氮浓度产生变化，并逐渐升高。申请人研究发现，这是由于检测过程中X射线会对氮的化学键产生破坏，从而导致检测结果产生差异。

发明内容

本发明的目的在于提供用于检测氮浓度的结构方法，解决现有技术中测定的氮浓度不准确的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种检测氮浓度的方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成一氧化层；

在所述氧化层表面形成一氮化物层；

在所述氮化物层表面形成一多晶硅层；

采用X射线衍射测量所述氮化物层中氮的浓度。

可选的，所述氮化物层中氮掺杂的浓度为20%~30%。

可选的，间隔不同时间多次采用X射线衍射测量所述氮化物层中氮的浓度，测得的氮浓度的标准差小于等于0.02。

可选的，采用热氧化工艺形成所述氧化层。

可选的，将所述半导体衬底置于通入氧气的炉管中，采用800℃~1000℃的温度在所述半导体衬底表面形成所述氧化层。

可选的，所述氧化层的材料为氧化硅，所述氧化层的厚度为100Å~200Å。

可选的，采用化学气相沉积工艺形成所述氮化物层。

可选的，化学气相沉积工艺形成所述氮化物层时采用的温度为550℃~650℃。

可选的，所述氮化物层的材料为氮氧化硅，所述氮化物层的厚度为200Å~1000Å。

可选的，采用化学气相沉积工艺形成所述多晶硅层。

可选的，所述多晶硅层的厚度为100Å~200Å。

相应的，本发明还提供一种用于检测氮浓度的结构，适用于采用X射线衍射测量氮化物层中的氮浓度，所述用于检测氮浓度的结构包括：半导体衬底以及依次位于所述半导体衬底表面的氧化层、氮化物层和多晶硅层度。

可选的，所述氮化物层中氮掺杂的浓度为20%~30%。

可选的，所述氧化层的材料为氧化硅，所述氧化层的厚度为100Å~200Å。

可选的，所述氮化物层的材料为氮氧化硅，所述氮化物层的厚度为200Å~1000Å。

可选的，所述多晶硅层的厚度为100Å~200Å。