一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法
【专利摘要】本发明公开了一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法，其特征在于，按顺序对器件进行如下工艺处理步骤：栅控器件的产品工艺完成后，利用紫外光对器件进行照射，然后再进行产品测试。采用了本发明所述技术方案，在常规的半导体工艺完成后，对器件进行紫外光照射，就可以尽可能消除栅源中的电荷和热载流子，这样就可以很大程度上改善栅氧漏电的问题。更为重要的是，由于紫外光照射并不会带来温度过高的问题，因此不会导致背面金属发黄，不会影响背面金属的质量，因此有利于后道工序的处理。同时，本发明所述技术方案操作简单，易于实施，并且实施成本较低，不会影响产品其他性能，便于大规模推广。
【专利说明】一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及CMOS，VDMOS以及IGBT等通过栅压控制的 器件在工艺过程中可能存在的漏电偏大的技术问题。
【背景技术】
[0002] 当今的微电子技术发展非常迅速，线宽从微米级别很快发展到纳米级别，金属化 布线的宽度原来越细，与此同时，IC的栅介质层厚度也是越来越薄。在集成电路的性能不 断提升时，其可靠性水平也必须得到保证。
[0003] 栅氧化层质量直接关系到器件的电性能和可靠性。一种评估氧化层可靠性的方法 是击穿电荷。当有电荷注入时，会造成共价键断裂，产生缺陷，这些缺陷通过陷阱(包括界面 态)体现出来。介质击穿分为本征击穿和与缺陷相关的击穿，本征击穿的机理和材料性质有 关，与缺陷相关的击穿与P〇ly/Si/Si02两个界面的不平整有关。当氧化层越来越薄时，除 了硬击穿外，还会存在一种因为应力导致的漏电流，另一种为软击穿。
[0004] 器件特征尺寸不断减小，沟道电池在漏端形成强电场区，强电场使一部分沟道电 子具有了一定的能量，当能量大于电子跃迁到氧化层的势垒高度时，发生电子到氧化层的 跃迁，这部分电子称为热电子，跃迁到氧化层中的电子被氧化层陷阱俘获，会产生氧化层电 荷和界面态，引起器件参数的退化，这种现象称为热载流子注入效应。
[0005] -般CMOS，VDMOS，IGBT等通过栅压控制的器件在工艺工程中，经常会存在电荷或 热载流子等因素，导致栅氧类电学参数测试时可能存在漏电偏大问题，这些都是会导致器 件栅氧化层可靠性降低的因素。已知的解决办法之一为使用烘箱对器件进行烘烤，温度为 200摄氏度?250摄氏度，时间为30分钟?150分钟。但是这种方法由于温度过高，如果存 在背面金属的情况下，会导致背面金属发黄，影响背金质量，甚至可能导致封装时剥落，导 致广品失效。
[0006] 因此，有必要提出改进的方案来克服上述难点。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法， 其能够一定程度上解决器件产品的栅氧漏电问题，同时也能够保证产品的背面金属质量。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：一种改善栅氧击穿时漏电偏大 的方法，按顺序对器件进行如下工艺处理步骤：栅控器件的产品工艺完成后，利用紫外光对 器件进行照射，紫外光照射条件为温度为20摄氏度?150摄氏度，时间为Imin?60min，紫 外光波长为190nm?400nm。
[0009]作为本发明所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法的一种优选方案：所述紫外光 照射的参数为温度60摄氏度?120摄氏度，时间为IOmin?40min，紫外波长为190nm? 320nm。
[0010] 作为本发明所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法的一种优选方案：所述紫外光 照射的参数为温度为70摄氏度?80摄氏度，时间为IOmin?20min，紫外波长为190mn? 320nm。 toon] 作为本发明所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法的一种优选方案：对经过紫外 光照射后的器件进行工艺测试，包括管芯与电路的测试。
[0012] 栅氧质量对于栅控器件来说至关重要，但是半导体工艺中存在一系列多次的高温 过程，干法蚀刻，电学测试等工艺，这些工艺都可能会对栅氧带来电荷或热载流子，进而可 能会影响栅氧的漏电偏大异常。采用了本发明所述技术方案，在常规的半导体工艺完成后， 对器件进行紫外光照射，就可以尽可能消除栅源中的电荷和热载流子，这样就可以很大程 度上改善栅氧漏电的问题。更为重要的是，由于紫外光照射并不会带来温度过高的问题，因 此不会导致背面金属发黄，不会影响背面金属的质量，因此有利于后道工序的处理。同时， 本发明所述技术方案操作简单，易于实施，并且实施成本较低，不会影响产品其他性能，便 于大规模推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 附图1为本发明实施例所述工艺流程示意图。
[0014] 附图2为经过本发明处理的晶圆与未经过本发明处理的效果对比示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明做详细说明。
[0016] 对照参考例
[0017] 随着半导体电子器件的发展，特别是VDMOS管（垂直沟道MOS管，也可称功率场效 应管）和IGBT(隔离栅双极晶体管）的发展和成熟，半导体器件的应用越来越广泛。其中， 栅氧质量对于栅控器件来说至关重要，但是半导体工艺中会发生一系列复杂的化学反应或 者物理操作，很多是在高温条件下进行的工艺处理，例如干法蚀刻，电学测试等工艺，这些 工艺都可能会对栅氧带来电荷或热载流子，进而可能会影响栅氧的漏电偏大异常，导致半 导体器件失效。例如对第一批次经过常规处理的晶圆器件进行参数测试，如WAT/CP测试， 包括管芯与电路的测试。测试图形如附图2中曲线5。
[0018] 其中附图2中，横坐标表示栅漏击穿电压，其单位是V，纵坐标表示栅漏电流，其单 位是A。
[0019] 实施例一
[0020]如附图1所示，一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法如下，首先进行常规的基础 电路工艺步骤，在器件的常规产品工艺完成后，对第二批次（1片)的晶圆器件进行紫外光进 行照射，具体紫外光照射条件为：温度20摄氏度?80摄氏度，时间为<5min，紫外光波长为 400nm〇
[0021] 处理后，对该批次晶圆进行参数测试，如WAT/CP测试，测试图形如附图2中曲线1。
[0022] 经过紫外光处理后的晶圆器件的测试数据与未经过处理的晶圆器件的测试数据 如下表。
[0023] 实施例二
[0024] 如附图1所示，一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法如下，首先进行常规的基础 电路工艺步骤，在器件的常规产品工艺完成后，对第三批次（1片)的晶圆器件进行紫外光进 行照射，具体紫外光照射条件为：温度20摄氏度?80摄氏度，时间为5?lOmin，紫外光波 长为320nm。
[0025] 处理后，对该批次晶圆进行参数测试，如WAT/CP测试，如图2中曲线2。
[0026] 经过紫外光处理后的晶圆器件的测试数据与未经过处理的晶圆器件的测试数据 如下表。
[0027] 实施例三
[0028] 如附图1所示，一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法如下，首先进行常规的基础 电路工艺步骤，在器件的常规产品工艺完成后，对第四批次（1片)的晶圆器件进行紫外光进 行照射，具体紫外光照射条件为：温度20摄氏度?120摄氏度，时间为IOmin?20min，紫 外光波长为190nm。
[0029] 处理后，对晶圆进行参数测试，如WAT/CP测试。如附图2中曲线3。
[0030] 经过紫外光处理后的晶圆器件的测试数据与未经过处理的晶圆器件的测试数据 如下表。
[0031] 实施例四
[0032] 如附图1所示，一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法如下，首先进行常规的基础 电路工艺步骤，在器件的常规产品工艺完成后，对第五批次（1片)的晶圆器件进行紫外光进 行照射，具体紫外光照射条件为：温度70摄氏度?150摄氏度，时间为20min?60min，紫 外光波长为190nm。
[0033] 处理后，对晶圆进行参数测试，如WAT/CP测试。如附图2中曲线4
[0034] 经过紫外光处理后的晶圆器件的测试数据与未经过处理的晶圆器件的测试数据 如下表。
[0035]
【权利要求】
1. 一种改善栅氧击穿时漏电偏大的方法，其特征在于，按顺序对器件进行如下工艺处 理步骤；栅控器件的产品工艺完成后，利用紫外光对器件进行照射，紫外光照射条件为温度 为20摄氏度?150摄氏度，时间为Imin?60min，紫外光波长为190皿?400皿。
2. 根据权利要求1所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法，其特征在于：所述紫外光 照射的参数为温度60摄氏度?120摄氏度，时间为lOmin?40min，紫外波长为190nm? 320nm。
3. 根据权利要求1所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法，其特征在于：所述紫外光 照射的参数为温度为70摄氏度?80摄氏度，时间为lOmin?20min，紫外波长为190皿? 320nm。
4. 根据权利要求1所述的改善栅氧击穿时漏电偏大的方法，其特征在于：对经过紫外 光照射后的器件进行工艺测试，包括管芯与电路的测试。
【文档编号】H01L21/26GK104347367SQ201310325268
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】芮强, 张硕, 邓小社, 王根毅 申请人:无锡华润上华半导体有限公司