电子辐照方法技术

本发明专利技术公开了一种电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，包括：执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；通过热处理使金属层形成金属合金层；形成钝化层；第一次量测阈值电压；执行电子辐照；第二次量测阈值电压；执行炉管加热工艺；第三次量测阈值电压；执行聚酰亚胺工艺；执行背面金属减薄工艺。本发明专利技术在不改变设计工艺和生产条件前提下，能提高电子辐照产品阈值电压，满足生产设计要求。

【技术实现步骤摘要】
电子辐照方法
本专利技术涉及半导体生产制造领域，特别是涉及一种用于半导体器件生产中的电子辐照方法。
技术介绍
快恢复超结产品，具有较短的反向恢复时间，在终端应用中可提高系统能耗，提高系统可靠性同时减小系统对外界的电磁干扰。该类产品对减小能源消耗、发展绿色科技具有十分重要的意义。电子辐照(Electronirradiation)技术是采用高能电子束来照射材料、以改善材料性能的一种技术。在半导体生产中将电子辐照引入复合中心，可以大大降低体二极管反向恢复电荷量(Qrr)，进而降低反向恢复时间(Trr)和反向恢复电流峰值(Irrm)；同时电子辐照引入的缺陷增加了器件关断的漏电电流(增加1～2个数量级)，降低了关断震荡。电子辐照在体硅中引入复合中心的同时，也会影响栅极氧化层的电荷；所以辐照后的阈值电压Vth会大幅下降，通过适当的退火可以恢复一部分，但仍与非辐照产品阈值电压Vth相差较大。针对辐照产品阈值电压Vth降低，传统的方法是大幅增加PbodyIMP剂量；但随之带来的Rdson增加，现有解决方案的效果并不理想。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于半导体器件生产中，在不改变设计工艺和生产条件前提下，能提高电子辐照产品阈值电压的电子辐照方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，包括以下步骤：S1)执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；不同的产品设计、不同工厂的工艺流程不同，此步骤可以根据任意现有技术实施，前序步骤不影响本申请的后续改进效果；S2)通过热处理使金属层形成金属合金层；S3)形成钝化层PA；S4)第一次量测阈值电压Vth；此次量测目的是，监控阈值电压是否满足设计要求；S5)执行电子辐照；S6)第二次量测阈值电压Vth；此次量测目的是，监控电子辐照后阈值电压降低的情况，通常电子辐照后阈值电压接近于零；S7)执行炉管加热工艺RTA；S8)第三次量测阈值电压Vth；此次量测目的是，监控炉管加热工艺后阈值电压恢复的情况，经过本专利技术的炉管加热后，意外发现阈值电压Vth会恢复，虽然无法达到电子辐照之前的值，但相对于电子辐照后接近零，阈值电压能大幅提高；S9)执行聚酰亚胺工艺Polyimide；S10)执行背面金属减薄工艺。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S2)的热处理温度范围为300摄氏度-600摄氏度，时间范围为40分钟-80分钟。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S2)的热处理参数是，温度为450摄氏度，时间为60分钟。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S4)电子辐照的参数范围为100KGy-400KGy。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S4)电子辐照的参数为240KGy。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S5)炉管加热温度范围为200摄氏度-500摄氏度，时间范围为70分钟-110分钟可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，实施步骤S5)炉管加热温度为350摄氏度，时间为90分钟。可选择的，进一步改进所述的电子辐照方法，其能用于快恢复超结器件和功率器件。本专利技术的原理如下：本专利技术在现有制程形成金属层后，增加金属层合金化步骤，同时控制金属层合金化温度及时间，间接控制产品辐照后的阈值电压Vth，以满足不同产品终端应用所需的阈值电压。在增加金属层合金化，分别做不同温度及时间的Spilt,来满足需求。相应的，需要说明的是阈值电压并不是随着炉管加热的温度和时间线性增加(正相关)的，并且电子辐照参数、炉管加热的温度和时间在无数种组合，也就是说通过电子辐照参数、炉管加热的温度和时间提高阈值电压是不可预见的。即假设在电子辐照参数不变、炉管加热温度不变的情况下，单纯的增加炉管加热时间并不能线性(正相关)提高阈值电压。因此，本专利技术所提供的炉管加热温度和时间的关系是不容易想到的，不可预知的，详见下述表1。ItemConditionDeta-Vth#1NOMetalAlloy3.52#2450℃60min1.67#3450℃90min1.47#4450℃120min1.09#5400℃30min2.42表1本专利技术可以使辐照产品，在设计及其他条件不变的情况下，控制产品的Vth处于一个可接受的范围，满足生产设计要求。附图说明本专利技术附图旨在示出根据本专利技术的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本专利技术附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本专利技术附图不应当被解释为限定或限制由根据本专利技术的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是专利技术的流程示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本专利技术的其他优点与技术效果。本专利技术还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离专利技术总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。第一实施例；如图1所示，本专利技术提供电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，包括以下步骤：S1)执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；S2)通过热处理使金属层形成金属合金层；S3)形成钝化层；S4)第一次量测阈值电压；S5)执行电子辐照；S6)第二次量测阈值电压；S7)执行炉管加热工艺；S8)第三次量测阈值电压；S9)执行聚酰亚胺工艺；S10)执行背面金属减薄工艺。第二实施例；本专利技术提供电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，包括以下步骤：S1)执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；...

【技术保护点】
1.一种电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS1)执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；/nS2)通过热处理使金属层形成金属合金层；/nS3)形成钝化层；/nS4)第一次量测阈值电压；/nS5)执行电子辐照；/nS6)第二次量测阈值电压；/nS7)执行炉管加热工艺；/nS8)第三次量测阈值电压；/nS9)执行聚酰亚胺工艺；/nS10)执行背面金属减薄工艺。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子辐照方法，其用于半导体器件生产中的电子辐照工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1)执行计划半导体生产工艺，至金属层刻蚀步骤；
S2)通过热处理使金属层形成金属合金层；
S3)形成钝化层；
S4)第一次量测阈值电压；
S5)执行电子辐照；
S6)第二次量测阈值电压；
S7)执行炉管加热工艺；
S8)第三次量测阈值电压；
S9)执行聚酰亚胺工艺；
S10)执行背面金属减薄工艺。


2.如权利要求1所述的电子辐照方法，其特征在于：实施步骤S2)的热处理温度范围为300摄氏度-600摄氏度，时间范围为40分钟-80分钟。


3.如权利要求1所述的电子辐照方法，其特征在于：实施步骤S2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晴，马栋，陈正嵘，倪运春，王岩，赵蕴琦，谭建兵，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32