【CN110273135A】准直器、制造半导体装置的设备和方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910165538.0(22)申请日 2019.03.05(30)优先权数据2018-040612 2018.03.07 JP(71)申请人 瑞萨电子株式会社地址 日本东京都(72)发明人 天羽生淳　(74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256代理人 李辉(51)Int.Cl.H01L 27/11568(2017.01)H01L 27/11573(2017.01)H01L 29/51(2006.01)H01L 29/792(2006.01)H01L 21/28(2006.01)H01L 21/336(2006.01)

(54)发明名称半导体器件和半导体器件的制造方法(57)摘要本公开的各实施例涉及半导体器件和半导体器件的制造方法。根据一个实施例的一种半导体器件包括：具有第一表面的半导体衬底；位于第一表面上并且在平面图中形成为圆形的第一导电膜；位于第一表面上并且在平面图中围绕第一导电膜的外周的第二导电膜；位于第一导电膜与第二导电膜之间的第一绝缘间隔物；位于第一表面与第一导电膜之间的第一栅极绝缘膜，其累积电荷量由于第一导电膜与半导体衬底之间的电压变化而改变；以及位于第一表面与第二导电

膜之间的第二栅极绝缘膜。

权利要求书3页 说明书13页 附图19页CN 110246845 A2019.09.17

CN 110246845

A1.一种半导体器件，包括：半导体衬底，具有第一表面；第一导电膜，位于所述第一表面上，并且在平面图中形成为圆形；第二导电膜，位于所述第一表面上，并且在平面图中围绕所述第一导电膜的外周；第一绝缘间隔物，位于所述第一导电膜与所述第二导电膜之间；第一栅极绝缘膜，位于所述第一表面与所述第一导电膜之间；以及第二栅极绝缘膜，位于所述第一表面与所述第二导电膜之间，其中所述第一导电膜具有第一存储栅极部分和第二存储栅极部分，其中在平面图中，所述第一存储栅极部分和所述第二存储栅极部分在第一方向上彼此间隔开并且在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，其中所述第二导电膜具有沿着所述第一存储栅极部分延伸的第一控制栅极部分和沿着所述第二存储栅极部分延伸的第二控制栅极部分，其中所述半导体衬底具有位于所述第一表面中的第一漏极区域、位于所述第一表面中的源极区域和位于所述第一表面中的第二漏极区域，其中在平面图中，所述第一存储栅极部分和所述第一控制栅极部分被所述第一漏极区域和所述源极区域夹在中间，以及其中在平面图中，所述第二存储栅极部分和所述第二控制栅极部分被所述第二漏极区域和所述源极区域夹在中间。2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：第三导电膜，被布置为在所述第二方向上与所述第一导电膜间隔开并且在所述第一方向上延伸；以及第二绝缘间隔物，在平面图中围绕所述第三导电膜的外周，其中在平面图中，所述第二导电膜还经由所述第二绝缘间隔物围绕所述第三导电膜的外周。3.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：硬掩模，布置在所述第一导电膜的上表面上并且包括绝缘体。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述第一栅极绝缘膜包括：第一层，布置在所述第一表面上并且包括氧化硅或氮氧化硅；第二层，布置在所述第一层上并且包括氧化铝；第三层，布置在所述第二层上并且包括硅酸铪；以及第四层，布置在所述第三层上并且包括氧化铝，以及其中所述第一栅极绝缘膜的累积电荷量由于所述第一导电膜与所述半导体衬底之间的电压变化而改变。5.根据权利要求4所述的半导体器件，还包括：沿着所述第一方向延伸的第一位线；以及沿着所述第一方向延伸的第二位线，其中所述第一位线被电耦合到所述第一漏极区域，以及

邮箱：eda@ SARAD半导体产品

深层离子注入型硅探测器

SARAD从1994年就开始制造用于α/β能谱仪的深层离子注入型硅探测器，至今这些探测器已经经历了数千次的应用验证。包括α、β能谱分析以及计数、核素识别、以及环境辐射监测等众多场合均得到应用并且都获得了精确的测量结果。

主要特点包括：

 卓越的能谱分辨率（特别是低偏压情况下，对α粒子FWHM最低可达15keV）

 低本底

 10V偏压即可在耗尽层沉积α粒子所有能量（最大10MeV）

 设计坚固耐用

 耗尽层厚度最高可达500μm，可测量β粒子

探测原理：

1、粒子的收集

α、β粒子在进入耗尽层后会在周围产生电离，电离产生的电子、空穴对在电场的作用下向两极移动。入射粒子能量越高，就会产生越多的电子、空穴对，从而在输出回路中产生更高幅度的脉冲信号，进而能对入射粒子能量进行测量。

电离产生的电子、空穴对的数量与入射粒子能量是成正比例关系的：

N=E/ε

其中N为电离离子对数，E为入射粒子能量，ε为最低电离能。对于硅（Si），电离产生一对电子、空穴对所需能量为3.62eV（300K）。这样由通过测量产生的脉冲就能获知入射粒子的能量。

2、耗尽层厚度

半导体的PN结在漂移运动和扩散作用的双重影响下会形成一个载流子数量非常少的一个高电阻区域，耗尽层。耗尽层是半导体探测器的灵敏区，耗尽层的厚度决定了半导体探测器能否完全沉积入射粒子能量，对于硅半导体，完全沉积α粒子通常只需100μm的耗尽层，完成沉积β粒子通常则需要500μm的耗尽层。

邮箱：eda@

耗尽层厚度由半导体材料的电阻率和外加反向偏压决定的。半导体的电阻率是由半导体材料本身的性质决定，提高半导体材料如硅的纯度有助于提高电阻率。

其中w是耗尽层厚度， 为电阻率，U为反向偏压。

对于一个已经确定的半导体，通过增大反向偏压能增大耗尽层厚度，但是增大偏压同时也会增大也会增大反向电流，增大噪声，并且电压过高还可能导致半导体击穿。

光电效应测量普朗克常量

一、前言

光电效应是物理学中的一个基础概念，它是指当光子与物质相互作用时，能量被传递给物质，导致电子从物质中被释放出来。这个现象在我们日常生活中有很多应用，比如太阳能电池板、数字摄像机和光电二极管等。而在科学研究中，测量普朗克常量也是非常重要的一个任务。

二、什么是普朗克常量

普朗克常量（Planck constant）是一个基本的自然常数，通常用符号h表示。它描述了微观世界的行为方式，在量子力学中起着重要作用。普朗克常量的数值为6.62607015×10^-34 J·s。

三、什么是光电效应

在经典物理学中，我们认为当电磁波照射到金属表面时，金属会吸收能量并将其转化为热能。但实际上，在某些条件下，金属表面会释放出电子。这个现象就是光电效应。

四、测量普朗克常量的方法

测量普朗克常量有很多方法，其中一种比较常见的方法是通过光电效应来测量。这个方法基于爱因斯坦的光电效应理论，即当光子与金属相互作用时，会将能量传递给金属表面上的电子，使其跃迁到导体内部。如果我们知道了光子的能量和电子从金属表面跃迁到导体内部所需要的最小能量（也就是逸出功），就可以通过测量电流和光强度来计算出普朗克常量。

五、实验步骤

1. 实验器材：半导体激光器、反射镜、滤波器、准直器、样品台、数字万用表等。

2. 调整激光器输出波长和功率，使其符合实验要求。

3. 将激光束准直后，通过反射镜将其照射到样品台上的金属表面。

4. 在样品台上放置不同材质的金属片，并调整滤波器，使得只有特定波长的光线可以照射到金属片上。

5. 测量不同波长下的电流和光强度，并计算出逸出功。

6. 根据逸出功和不同波长下的能量差，计算出普朗克常量。

六、实验注意事项

1. 实验过程中要保证实验器材的稳定性和精度。

2. 选择适当的金属片和滤波器，确保实验数据的准确性。

3. 在实验过程中要注意安全，避免激光对眼睛造成伤害。

七、结论

MASK介绍与曝光机原理

MASK（MAsk）是半导体制造领域中的一种关键设备，用于制造微电子器件中的光刻胶模板，其制作工艺与原理非常复杂。曝光机（Exposure

System）则是MASK的一个重要组成部分，主要用于将MASK上的图案转移到半导体晶片上。本文将就MASK的原理与曝光机的原理进行详细介绍。

MASK是由一块高精度的石英玻璃基板上涂覆光刻胶形成的模板，其上镀有金属反射层和设计图案。MASK的制作通常需要通过光刻技术来实现，过程包括杰诺夫投影曝光、开发、清洗等步骤。通过MASK上设计的图案布局，可以将光刻胶的开发区域限定在特定的位置，从而形成所需的光刻胶模板。

MASK的关键之处在于图案的精密性和分辨率。制作高精度MASK的关键是保持良好的光学性能，如反射率、色差等。MASK的制作过程需要高精度的光刻机，其中光刻机是一种使用高度准直的紫外线光束对MASK上的图案进行曝光的设备。

曝光机是MASK制作过程中的核心设备之一、它采用了光刻技术中的杰诺夫投影曝光方法，实现将MASK上的图案转移到半导体晶片上的目的。曝光机主要包括照明系统、投射系统和控制系统三部分。

照明系统是曝光机中的关键组件，它提供了用于曝光的光源。通常使用的光源是紫外线光源，如放大氙灯、氙灯阵列等。照明系统需要提供高亮度、稳定性好的光源，以确保MASK上的图案能够被准确地转移到半导体晶片上。

投射系统是曝光机中的另一个重要组成部分，它用于将MASK上的图案通过光学元件投射到半导体晶片上。投射系统主要包括衍射光学元件、透镜、准直器等。这些光学元件的精度和稳定性对于保证曝光的精确性非常重要。

控制系统则负责控制曝光机的各个部分，以确保整个曝光过程的准确性和稳定性。控制系统需要根据MASK上的图案和半导体晶片的要求，实时调节照明系统和投射系统的参数，以确保曝光的质量和准确度。

总之，MASK是制造微电子器件的关键设备之一，用于制作光刻胶模板，其制作过程非常复杂。曝光机则是MASK制作过程中的一个重要组成部分，其原理是利用照明系统和投射系统，将MASK上的图案转移到半导体晶片上。MASK和曝光机在半导体制造中发挥着重要的作用，为现代电子产品的高性能和高集成度提供了良好的基础。