[發明專利]一種處理半導體芯片的方法

無效

• 申請號: 201210533689.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103871836A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 陳建國;賀冠中;李天賀;李昆樂
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種處理半導體芯片的方法。

背景技術

金屬-氧化物-半導體結構的晶體管簡稱MOS晶體管，其結構包括金屬極和半導體端，在金屬極的兩邊有源極和漏極兩個選擇性摻雜區域，金屬極和半導體端之間通過絕緣氧化層隔開，其中，絕緣氧化層由二氧化硅組成。

MOS管中硅片內部的原子排列整齊有序，每個硅原子的四個價電子與周圍原子的價電子結合構成共價鍵結構。但是在經過切割工序后，硅片表面垂直切片方向的共價鍵遭到破壞，使晶體表面的最外層的每個原子將有一個未配對的電子，即有一個未飽和的鍵，這個鍵稱為懸掛鍵，這種不飽和鍵處于不穩定狀態。

對于MOS管的柵極處，由于柵極氧化層和多晶硅層的界面處存在這種不飽和的懸掛鍵，即Si-鍵，在MOS管工作時，柵極加電壓所產生的正/負電荷（或內部自身電荷）容易與Si-鍵結合/斷開。其中，結合與斷開是一個動態平衡過程，而這種平衡的過程易受到溫度光照等因素的影響，而溫度等因素又會直接影響電荷的能量，從而影響Si-鍵的平衡狀態。

本申請人在實現本發明實施例技術方案的過程中，至少發現現有技術中存在如下技術問題：

若Si-鍵的平衡狀態不穩定，那么柵極氧化層的電壓也就不穩定，導致MOS管的溝道強反型程度不一樣，從而影響溝道電流，則輸出電壓與電流就會有波動。

進而，芯片的輸出電壓與電流波動較大會直接影響芯片的工作性能，導致產品的良率較低。

在現有技術中，并沒有提出在返線操作中提高產品良率的辦法。

發明內容

本發明一實施例提供一種處理半導體芯片的方法，用于解決由于輸出電壓與電流波動過大而導致的產品良率較低的技術問題，通過在返線操作中，利用通入氫氣和氮氣的混合氣體，使懸掛鍵調整為硅氫鍵，從而減小了半導體芯片輸出電壓和電流的波動。達到了使產品良率得到大幅度提高的技術效果。

一方面，本發明通過本申請的一個實施例，提供如下技術方案：

一種處理半導體芯片的方法，包括：

清除半導體芯片附著的污染物，獲得清潔后的半導體芯片；

往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第一預設條件的混合氣體，以將所述半導體芯片中柵極氧化層和多晶硅界面處的懸掛鍵調整為硅氫鍵，其中，所述混合氣體中包括氮氣和氫氣。

可選的，所述清除半導體芯片附著的污染物，具體包括：

清洗所述半導體芯片，以清除顆粒沾污；

按預設規則減薄所述半導體芯片的硅片，以清除背面金屬沾污，獲得清潔后的半導體芯片。

可選的，在所述往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第一預設條件的混合氣體之前，所述方法還包括：

往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第二預設條件的氮氣，以將所述加工爐中的污染氣體和顆粒排出所述加工爐，使所述清潔后的半導體芯片進入加載過程。

可選的,在所述往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第一預設條件的混合氣體之后，所述方法還包括：

往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第三預設條件的氮氣，以使所述清潔后的半導體芯片進入卸載過程；

往置放有所述清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第四預設條件的氮氣，以使所述清潔后的半導體芯片進入冷卻過程。

可選的，所述混合氣體的體積具體為10升，其中，氫氣與氮氣含量的比例為4:96。

可選的，所述第一預設條件具體為：通入時間為60分鐘，溫度維持425℃。

可選的，所述第二預設條件具體為：通入時間為28.2分鐘，溫度從25℃升到425℃。

可選的，所述第三預設條件具體為：通入時間為28.2分鐘，溫度維持425℃。

可選的，所述第四預設條件具體為：通入時間為28.2分鐘，溫度從425℃降到25℃。

本發明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本發明實施例中，往置放有清潔后的半導體芯片的加工爐中通入符合第一預設條件的混合氣體，使氫鍵與懸掛鍵結合，解決了由于懸掛鍵的存在，導致芯片物理電學特性不穩定的技術問題，使得所述芯片中柵極氧化層和多晶硅界面處不穩定的懸掛鍵調整為穩定的硅氫鍵，從而芯片的物理電學特性達到穩定。

進而，由于芯片達到穩定的物理電學特性，那么柵極氧化層的電壓和溝道電流都變得穩定，從而輸出電壓和電流的波動得到了很大的改善，趨于穩定值。