检测结构及其形成方法、检测方法与流程

本发明涉及半导体检测，尤其涉及一种检测结构及其形成方法、检测方法。

背景技术：

1、随着集成电路技术的飞速发展，光刻线宽逐渐缩小时，金属沾污的控制在ic中越来越重要，因此对于硅衬底的要求也更加严格。污染硅片的位置可能在拉晶，线切，研磨，抛光，清洗，传递和运输等过程中形成的，例如在硅片清洗过程中使用不够纯的化学试剂很容易造成硅片上的金属污染，因此需要严格监控清洗硅片的化学试剂中是否存在金属离子污染。

2、目前金属离子的检测方法主要是icp-ms(感应耦合等离子质谱)，可以对样品中的金属元素进行定性定量分析，但是精度有限，当清洗试剂中的金属离子含量较低时，则无法进行有效监控，存在清洗试剂污染硅片的风险。

3、因此，需要提供一种检测结构及其形成方法、检测方法，来有效检测湿法清洗溶液中的金属离子，以避免湿法清洗溶液中的金属离子对硅片造成金属污染。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种检测结构及其形成方法、检测方法，可以有效检测溶液中的金属离子是否存在异常，从而可以避免有金属离子的溶液对硅片清洗时造成硅片的金属污染。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种检测结构，包括：基底，所述基底包括相对的第一面和第二面；第一材料层，所述第一材料层位于所述基底的第一面上；第一掺杂层，所述第一掺杂层位于所述第一材料层内，所述第一掺杂层用于在原电池反应中作为正极；第二材料层，所述第二材料层位于所述基底的第二面上，所述第二材料层用于在原电池反应中作为负极。

3、可选的，所述第一材料层为p型外延层。

4、可选的，所述第一掺杂层中的掺杂离子为p型离子。

5、可选的，还包括第二掺杂层，所述第二掺杂层位于所述第一材料层内，所述第二掺杂层的边界与所述第一掺杂层的边界相接触。

6、可选的，所述第二掺杂层中的掺杂离子为n型离子。

7、可选的，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的面积比小于等于1：9。

8、可选的，所述基底包括p型衬底。

9、可选的，所述第二材料层的材料包括多晶硅或者掺杂单晶硅。

10、相应的，本发明实施例还提供了上述检测结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括相对的第一面和第二面；在所述基底的第一面上形成第一材料层；在所述第一材料层内形成第一掺杂层，所述第一掺杂层用于在原电池反应中作为正极；在所述基底的第二面上形成第二材料层，所述第二材料层用于在原电池反应中作为负极。

11、可选的，还包括：在所述第一材料层内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层的边界与所述第一掺杂层的边界相接触。

12、可选的，在所述第一材料层内形成第一掺杂层的方法包括：向所述第一材料层内注入p型掺杂离子，在所述第一材料层内形成第一掺杂层。

13、可选的，在所述第一材料层内形成第二掺杂层的方法包括：向所述第二掺杂层内注入n型掺杂离子，在所述第一材料层内形成第二掺杂层。

14、可选的，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的面积比小于等于1：9。

15、可选的，所述第一材料层为p型外延层。

16、可选的，所述基底包括p型衬底。

17、可选的，所述第二材料层的材料包括多晶硅或者掺杂单晶硅。

18、相应的，本发明实施例还提供了一种检测方法，用于检测溶液中的金属离子，包括：提供上述的检测结构；将所述检测结构放置入溶液中发生原电池反应，所述第一掺杂层作为原电池反应的正极，所述第二材料层作为原电池反应的负极；在所述原电池反应之后，对所述检测结构进行缺陷扫描。

19、可选的，所述溶液为酸性溶液，所述溶液为磷酸溶液或者硫酸溶液。

20、可选的，在所述原电池反应之后，在对所述检测结构进行缺陷扫描之前，还包括：对所述检测结构进行快速退火处理。

21、可选的，所述快速退火处理的工艺参数包括：退火温度为800℃～1200℃，退火时间为30s～60s。

22、可选的，对所述检测结构进行快速退火处理之后，还包括：在所述第一材料层上形成薄膜层，所述薄膜层覆盖所述第一掺杂层的表面。

23、可选的，所述薄膜层的材料包括正硅酸乙酯。

24、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

25、本技术方案提供的检测结构，用于在溶液中形成原电池反应，其中，第一掺杂层用于在原电池反应中作为正极，第二材料层用于在原电池反应中作为负极，原电池反应中电子有负极流向正极，溶液中的金属离子在正极上得到电子，发生还原反应，还原成金属，使溶液中的金属离子聚集在第一掺杂层附近，后续通过检测在第一掺杂层附近聚集的金属，可以在溶液中金属离子浓度不高的情况下仍检测到金属离子的存在，扩大了检测的范围。

26、本技术方案提供的检测结构的形成方法，提供基底，在基底的第一面形成第一材料层，在第一材料层内形成第一掺杂层，第一掺杂层用于作为原电池反应的正极；在基底的第二面形成第二材料层，第二材料层用于作为原电池反应的负极。形成的检测结构通过在待测溶液中形成原电池反应，将溶液中的金属离子吸引至正极附近发生还原反应，生成金属，后续通过检测第一掺杂层附近的金属可以检测出溶液中金属离子浓度是否偏高，从而监控到金属离子浓度异常的清洗溶液。

27、本技术方案提供的检测方法，采用上述检测结构检测溶液中的金属离子，将上述检测结构放置入待测试的溶液中，检测结构在溶液中形成原电池反应，第一掺杂层作为原电池反应的正极，第二材料层作为原电池反应的负极，溶液中的金属离子会在正极上聚集发生还原反应，还原为金属，然后对检测结构进行缺陷扫描，通过检测第一掺杂层附件的金属，可以知道溶液中的金属离子浓度是否异常，可以避免金属离子浓度异常的清洗溶液造成硅片的金属污染。

1.一种检测结构，所述检测结构用于在溶液中形成原电池反应，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述第一材料层为p型外延层。

3.如权利要求2所述的检测结构，其特征在于，所述第一掺杂层中的掺杂离子为p型离子。

4.如权利要求2所述的检测结构，其特征在于，还包括第二掺杂层，所述第二掺杂层位于所述第一材料层内，所述第二掺杂层的边界与所述第一掺杂层的边界相接触。

5.如权利要求4所述的检测结构，其特征在于，所述第二掺杂层中的掺杂离子为n型离子。

6.如权利要求4所述的检测结构，其特征在于，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的面积比小于等于1：9。

7.如权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述基底包括p型衬底。

8.如权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述第二材料层的材料包括多晶硅或者掺杂单晶硅。

9.一种检测结构的形成方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的检测结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第一材料层内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层的边界与所述第一掺杂层的边界相接触。

11.如权利要求9所述的检测结构的形成方法，其特征在于，在所述第一材料层内形成第一掺杂层的方法包括：向所述第一材料层内注入p型掺杂离子，在所述第一材料层内形成第一掺杂层。

12.如权利要求10所述的检测结构的形成方法，其特征在于，在所述第一材料层内形成第二掺杂层的方法包括：向所述第二掺杂层内注入n型掺杂离子，在所述第一材料层内形成第二掺杂层。

13.如权利要求10所述的检测结构的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的面积比小于等于1：9。

14.如权利要求9所述的检测结构的形成方法，其特征在于，所述第一材料层为p型外延层。

15.如权利要求9所述的检测结构的形成方法，其特征在于，所述基底包括p型衬底。

16.如权利要求9所述的检测结构的形成方法，其特征在于，所述第二材料层的材料包括多晶硅或者掺杂单晶硅。

17.一种检测方法，用于检测溶液中的金属离子，其特征在于，包括：

18.如权利要求17所述的检测方法，其特征在于，所述溶液为酸性溶液，所述溶液为磷酸溶液或者硫酸溶液。

19.如权利要求17所述的检测方法，其特征在于，在所述原电池反应之后，在对所述检测结构进行缺陷扫描之前，还包括：对所述检测结构进行快速退火处理。

20.如权利要求19所述的检测方法，其特征在于，所述快速退火处理的工艺参数包括：退火温度为800℃～1200℃，退火时间为30s～60s。

21.如权利要求19所述的检测方法，其特征在于，对所述检测结构进行快速退火处理之后，还包括：在所述第一材料层上形成薄膜层，所述薄膜层覆盖所述第一掺杂层的表面。

22.如权利要求21所述的检测方法，其特征在于，所述薄膜层的材料包括正硅酸乙酯。