[发明专利]一种测量晶圆表面电荷密度变化的方法

权利要求书

1.一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：判断晶圆表面电荷密度变化方法的步骤如下：

(1)采用薄膜沉积工艺方法生长薄膜于N型或者P型的裸晶圆表面，形成晶圆/薄膜的样品结构；

(2)对未沉积任何薄膜的裸晶圆表面，或者其上已沉积有薄膜的晶圆表面在工艺处理前，进行方块电阻测量，测量值记为R₀；

(3)对薄膜生长后的晶圆表面，或者已有薄膜的晶圆表面在工艺处理以后，进行方块电阻测量，测量值记为R；

(4)采用上述R₀和R值计算晶圆表面电荷密度变化如下：若采用P型晶圆衬底，则表面电荷密度变化值为ΔQ＝-(1/R-1/R₀)/eμ_p；若采用N型晶圆衬底，则表面电荷密度变化值为ΔQ＝(1/R-1/R₀)/eμ_n；其中电荷变化的极性由公式的正负值给出：正值代表正电荷的增加或者负电荷的减少；负值代表负电荷的增加或者正电荷的减少；其中e为基本电荷；μ_p和μ_n分别为空穴迁移率和电子迁移率，在室温下对一定材料和电阻率的晶圆二者是常数。

2.根据权利要求1所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：晶圆为半导体材料，所述晶圆材料的电阻率范围为10^-3Ω-cm到10¹⁰Ω-cm。

3.根据权利要求2所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述晶圆为晶体硅、晶体锗或者晶体砷化镓。

4.根据权利要求1所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的工艺方法包括原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积、真空蒸发、溅射或者旋涂。

5.根据权利要求2所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述薄膜的厚度和薄膜的电阻率不能影响晶圆表面方阻的测量，薄膜总厚度处于0.1nm到300nm之间。

6.根据权利要求1所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述薄膜的材料为半导体或者绝缘材料，所述薄膜为单层结构或者复合叠层结构。

7.根据权利要求6所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述薄膜材料为氧化铝、氧化硅、氮化硅、非晶硅或者氧化硅/氮化硅叠层结构、氧化硅/氧化铝叠层结构、氧化铝/氮化硅叠层结构及氧化硅/氧化铝/氮化硅三层叠层结构。

8.根据权利要求1所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述步骤(2)和(3)中所述工艺处理为烧结、退火、等离子体刻蚀、扩散或者离子注入。

9.根据权利要求1所述的一种判断晶圆表面电荷密度变化的方法，其特征在于：所述步骤(2)和(3)中所述方块电阻测量，采用四探针测量法、霍尔效应测量法或者涡流线圈感应测量法。