一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法，其特征在于，按順序?qū)ζ骷M(jìn)行如下工藝處理步驟：柵控器件的產(chǎn)品工藝完成后，利用紫外光對(duì)器件進(jìn)行照射，然后再進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。采用了本發(fā)明所述技術(shù)方案，在常規(guī)的半導(dǎo)體工藝完成后，對(duì)器件進(jìn)行紫外光照射，就可以盡可能消除柵源中的電荷和熱載流子，這樣就可以很大程度上改善柵氧漏電的問(wèn)題。更為重要的是，由于紫外光照射并不會(huì)帶來(lái)溫度過(guò)高的問(wèn)題，因此不會(huì)導(dǎo)致背面金屬發(fā)黃，不會(huì)影響背面金屬的質(zhì)量，因此有利于后道工序的處理。同時(shí)，本發(fā)明所述技術(shù)方案操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，并且實(shí)施成本較低，不會(huì)影響產(chǎn)品其他性能，便于大規(guī)模推廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及CMOS，VDMOS以及IGBT等通過(guò)柵壓控制的 器件在工藝過(guò)程中可能存在的漏電偏大的技術(shù)問(wèn)題。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今的微電子技術(shù)發(fā)展非常迅速，線寬從微米級(jí)別很快發(fā)展到納米級(jí)別，金屬化 布線的寬度原來(lái)越細(xì)，與此同時(shí)，IC的柵介質(zhì)層厚度也是越來(lái)越薄。在集成電路的性能不 斷提升時(shí)，其可靠性水平也必須得到保證。
[0003] 柵氧化層質(zhì)量直接關(guān)系到器件的電性能和可靠性。一種評(píng)估氧化層可靠性的方法 是擊穿電荷。當(dāng)有電荷注入時(shí)，會(huì)造成共價(jià)鍵斷裂，產(chǎn)生缺陷，這些缺陷通過(guò)陷阱(包括界面 態(tài))體現(xiàn)出來(lái)。介質(zhì)擊穿分為本征擊穿和與缺陷相關(guān)的擊穿，本征擊穿的機(jī)理和材料性質(zhì)有 關(guān)，與缺陷相關(guān)的擊穿與P〇ly/Si/Si02兩個(gè)界面的不平整有關(guān)。當(dāng)氧化層越來(lái)越薄時(shí)，除 了硬擊穿外，還會(huì)存在一種因?yàn)閼?yīng)力導(dǎo)致的漏電流，另一種為軟擊穿。
[0004] 器件特征尺寸不斷減小，溝道電池在漏端形成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，強(qiáng)電場(chǎng)使一部分溝道電 子具有了一定的能量，當(dāng)能量大于電子躍遷到氧化層的勢(shì)壘高度時(shí)，發(fā)生電子到氧化層的 躍遷，這部分電子稱為熱電子，躍遷到氧化層中的電子被氧化層陷阱俘獲，會(huì)產(chǎn)生氧化層電 荷和界面態(tài)，引起器件參數(shù)的退化，這種現(xiàn)象稱為熱載流子注入效應(yīng)。
[0005] -般CMOS，VDMOS，IGBT等通過(guò)柵壓控制的器件在工藝工程中，經(jīng)常會(huì)存在電荷或 熱載流子等因素，導(dǎo)致柵氧類(lèi)電學(xué)參數(shù)測(cè)試時(shí)可能存在漏電偏大問(wèn)題，這些都是會(huì)導(dǎo)致器 件柵氧化層可靠性降低的因素。已知的解決辦法之一為使用烘箱對(duì)器件進(jìn)行烘烤，溫度為 200攝氏度?250攝氏度，時(shí)間為30分鐘?150分鐘。但是這種方法由于溫度過(guò)高，如果存 在背面金屬的情況下，會(huì)導(dǎo)致背面金屬發(fā)黃，影響背金質(zhì)量，甚至可能導(dǎo)致封裝時(shí)剝落，導(dǎo) 致廣品失效。
[0006] 因此，有必要提出改進(jìn)的方案來(lái)克服上述難點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法， 其能夠一定程度上解決器件產(chǎn)品的柵氧漏電問(wèn)題，同時(shí)也能夠保證產(chǎn)品的背面金屬質(zhì)量。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大 的方法，按順序?qū)ζ骷M(jìn)行如下工藝處理步驟：柵控器件的產(chǎn)品工藝完成后，利用紫外光對(duì) 器件進(jìn)行照射，紫外光照射條件為溫度為20攝氏度?150攝氏度，時(shí)間為Imin?60min，紫 外光波長(zhǎng)為190nm?400nm。
[0009]作為本發(fā)明所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法的一種優(yōu)選方案：所述紫外光 照射的參數(shù)為溫度60攝氏度?120攝氏度，時(shí)間為IOmin?40min，紫外波長(zhǎng)為190nm? 320nm。
[0010] 作為本發(fā)明所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法的一種優(yōu)選方案：所述紫外光 照射的參數(shù)為溫度為70攝氏度?80攝氏度，時(shí)間為IOmin?20min，紫外波長(zhǎng)為190mn? 320nm。 toon] 作為本發(fā)明所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法的一種優(yōu)選方案：對(duì)經(jīng)過(guò)紫外 光照射后的器件進(jìn)行工藝測(cè)試，包括管芯與電路的測(cè)試。
[0012] 柵氧質(zhì)量對(duì)于柵控器件來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，但是半導(dǎo)體工藝中存在一系列多次的高溫 過(guò)程，干法蝕刻，電學(xué)測(cè)試等工藝，這些工藝都可能會(huì)對(duì)柵氧帶來(lái)電荷或熱載流子，進(jìn)而可 能會(huì)影響柵氧的漏電偏大異常。采用了本發(fā)明所述技術(shù)方案，在常規(guī)的半導(dǎo)體工藝完成后， 對(duì)器件進(jìn)行紫外光照射，就可以盡可能消除柵源中的電荷和熱載流子，這樣就可以很大程 度上改善柵氧漏電的問(wèn)題。更為重要的是，由于紫外光照射并不會(huì)帶來(lái)溫度過(guò)高的問(wèn)題，因 此不會(huì)導(dǎo)致背面金屬發(fā)黃，不會(huì)影響背面金屬的質(zhì)量，因此有利于后道工序的處理。同時(shí)， 本發(fā)明所述技術(shù)方案操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，并且實(shí)施成本較低，不會(huì)影響產(chǎn)品其他性能，便 于大規(guī)模推廣。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 附圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述工藝流程示意圖。
[0014] 附圖2為經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理的晶圓與未經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理的效果對(duì)比示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0016] 對(duì)照參考例
[0017] 隨著半導(dǎo)體電子器件的發(fā)展，特別是VDMOS管（垂直溝道MOS管，也可稱功率場(chǎng)效 應(yīng)管）和IGBT(隔離柵雙極晶體管）的發(fā)展和成熟，半導(dǎo)體器件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其中， 柵氧質(zhì)量對(duì)于柵控器件來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，但是半導(dǎo)體工藝中會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)或 者物理操作，很多是在高溫條件下進(jìn)行的工藝處理，例如干法蝕刻，電學(xué)測(cè)試等工藝，這些 工藝都可能會(huì)對(duì)柵氧帶來(lái)電荷或熱載流子，進(jìn)而可能會(huì)影響柵氧的漏電偏大異常，導(dǎo)致半 導(dǎo)體器件失效。例如對(duì)第一批次經(jīng)過(guò)常規(guī)處理的晶圓器件進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，如WAT/CP測(cè)試， 包括管芯與電路的測(cè)試。測(cè)試圖形如附圖2中曲線5。
[0018] 其中附圖2中，橫坐標(biāo)表示柵漏擊穿電壓，其單位是V，縱坐標(biāo)表示柵漏電流，其單 位是A。
[0019] 實(shí)施例一
[0020]如附圖1所示，一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法如下，首先進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ) 電路工藝步驟，在器件的常規(guī)產(chǎn)品工藝完成后，對(duì)第二批次（1片)的晶圓器件進(jìn)行紫外光進(jìn) 行照射，具體紫外光照射條件為：溫度20攝氏度?80攝氏度，時(shí)間為<5min，紫外光波長(zhǎng)為 400nm〇
[0021] 處理后，對(duì)該批次晶圓進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，如WAT/CP測(cè)試，測(cè)試圖形如附圖2中曲線1。
[0022] 經(jīng)過(guò)紫外光處理后的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù)與未經(jīng)過(guò)處理的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù) 如下表。
[0023] 實(shí)施例二
[0024] 如附圖1所示，一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法如下，首先進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ) 電路工藝步驟，在器件的常規(guī)產(chǎn)品工藝完成后，對(duì)第三批次（1片)的晶圓器件進(jìn)行紫外光進(jìn) 行照射，具體紫外光照射條件為：溫度20攝氏度?80攝氏度，時(shí)間為5?lOmin，紫外光波 長(zhǎng)為320nm。
[0025] 處理后，對(duì)該批次晶圓進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，如WAT/CP測(cè)試，如圖2中曲線2。
[0026] 經(jīng)過(guò)紫外光處理后的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù)與未經(jīng)過(guò)處理的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù) 如下表。
[0027] 實(shí)施例三
[0028] 如附圖1所示，一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法如下，首先進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ) 電路工藝步驟，在器件的常規(guī)產(chǎn)品工藝完成后，對(duì)第四批次（1片)的晶圓器件進(jìn)行紫外光進(jìn) 行照射，具體紫外光照射條件為：溫度20攝氏度?120攝氏度，時(shí)間為IOmin?20min，紫 外光波長(zhǎng)為190nm。
[0029] 處理后，對(duì)晶圓進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，如WAT/CP測(cè)試。如附圖2中曲線3。
[0030] 經(jīng)過(guò)紫外光處理后的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù)與未經(jīng)過(guò)處理的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù) 如下表。
[0031] 實(shí)施例四
[0032] 如附圖1所示，一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法如下，首先進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ) 電路工藝步驟，在器件的常規(guī)產(chǎn)品工藝完成后，對(duì)第五批次（1片)的晶圓器件進(jìn)行紫外光進(jìn) 行照射，具體紫外光照射條件為：溫度70攝氏度?150攝氏度，時(shí)間為20min?60min，紫 外光波長(zhǎng)為190nm。
[0033] 處理后，對(duì)晶圓進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，如WAT/CP測(cè)試。如附圖2中曲線4
[0034] 經(jīng)過(guò)紫外光處理后的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù)與未經(jīng)過(guò)處理的晶圓器件的測(cè)試數(shù)據(jù) 如下表。
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法，其特征在于，按順序?qū)ζ骷M(jìn)行如下工藝處 理步驟；柵控器件的產(chǎn)品工藝完成后，利用紫外光對(duì)器件進(jìn)行照射，紫外光照射條件為溫度 為20攝氏度?150攝氏度，時(shí)間為Imin?60min，紫外光波長(zhǎng)為190皿?400皿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法，其特征在于：所述紫外光 照射的參數(shù)為溫度60攝氏度?120攝氏度，時(shí)間為lOmin?40min，紫外波長(zhǎng)為190nm? 320nm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法，其特征在于：所述紫外光 照射的參數(shù)為溫度為70攝氏度?80攝氏度，時(shí)間為lOmin?20min，紫外波長(zhǎng)為190皿? 320nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善柵氧擊穿時(shí)漏電偏大的方法，其特征在于：對(duì)經(jīng)過(guò)紫外 光照射后的器件進(jìn)行工藝測(cè)試，包括管芯與電路的測(cè)試。
【文檔編號(hào)】H01L21/26GK104347367SQ201310325268
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】芮強(qiáng), 張碩, 鄧小社, 王根毅 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司