[發明專利]半導體裝置的制造方法以及半導體裝置

在審

• 申請號: 201810153387.2
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108461401A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 櫻井仁美;秋野勝
• 申請（專利權）人: 艾普凌科有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/66;H01L29/78
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;鄧毅

本發明提供半導體裝置的制造方法以及半導體裝置，其在短時間內可靠地篩選出潛在不良，并且抑制半導體裝置的制造不良成本。在半導體襯底上完成半導體裝置之前的制造工序中，在形成了篩選對象的結構的階段，對半導體襯底與柵電極膜之間施加電壓，以晶片為單位全面地進行柵絕緣膜的潛在缺陷的篩選，從而在半導體裝置完成品的電特性試驗時作為初始不良產品而顯現出來。

技術領域

本發明涉及半導體裝置的制造方法，尤其涉及具有晶片形狀的篩選工序的半導體裝置的制造方法以及半導體裝置。

背景技術

為了針對半導體集成電路等由MIS(Metal-Insulator-Semiconductor：金屬-絕緣體-半導體)晶體管和MIS電容元件構成的半導體裝置而鑒別出包含因柵絕緣膜缺陷而導致的初始不良和潛在不良的半導體裝置并將其去除，有時至少要在半導體襯底上完成了半導體裝置之后，在半導體裝置的功能確認試驗中導入對不良產品進行篩選的工序。

例如，通過公知的技術形成如下的半導體裝置，并至少使該半導體裝置成為可期待作為所需的半導體裝置發揮功能的狀態，其中，所述半導體裝置包含有在被加工成較薄圓盤狀晶片的半導體襯底上形成的MIS晶體管和將柵絕緣膜作為電介質的電容元件。

接著，在形成有多個半導體裝置的晶片狀態下，或者加工成獨立的半導體裝置的狀態下，針對半導體裝置是否能實現所需的功能而執行電特性試驗，進行半導體裝置的合格品和不合格品的鑒別。作為該電特性試驗的項目之一，包括對上述的因柵絕緣膜缺陷導致的初始不良和潛在不良的篩選。

此時，在半導體裝置的完成時因明顯的缺陷而導致柵絕緣膜的絕緣性受損的MIS晶體管和MIS電容元件因存在缺陷的對象元件的較高的漏電流等而無法實現所需的元件功能，因此在半導體裝置的電特性功能試驗中能夠顯現出初始不良從而篩選出來。

另一方面，對于含有例如因半導體襯底中的晶體缺陷和柵絕緣膜形成的前后工序中的不良而導致的絕緣膜的局部薄膜部和被污染的絕緣膜部的MIS晶體管和MIS電容元件而言，即使包含了這樣的MIS晶體管和MIS電容元件，在半導體裝置完成時也能勉強地維持柵絕緣膜的絕緣性，如果未作為初始不良顯現出來，則在上述的一時性的電特性功能試驗中便會被判定為合格品。然而，由于并不具備確保原本所需的質量例如絕緣耐壓和壽命的絕緣膜，因此，很有可能成為存在著在產品發貨后的實際使用中顯現出不良的潛在不良的半導體裝置。

為了能夠在發貨前將存在著這樣的潛在不良的半導體裝置包括在內篩選出來，而進行相對于實際的工作狀態增大了負載來加快至發生故障的時間的老化試驗，例如在高溫下且較高的電源電壓下等進行一定時間的動作試驗，使質量較差的柵絕緣膜損壞而顯現出不良，將其去除(例如，參照專利文獻1)。

然而，在專利文獻1中公開的半導體裝置的制造方法中，具有以下所示的不良情況。

(1)由于是按照結束了晶片處理后的每個獨立的半導體裝置進行篩選，因此半導體裝置的電特性試驗時間較長。

(2)被構成已完成的半導體裝置的MIS晶體管等的耐壓例如源/漏的結耐壓限制了速度，所能夠施加的電壓較低，進行篩選的電場加速不夠，因此需要進行長時間施加，或者由于篩選不充分而導致潛在不良未顯現出來。

(3)在篩選出的不良多發的情況下，雖然會擔心不是單純的點缺陷而是因制造工序中的不良狀況導致了柵絕緣膜的膜質本身的劣化或異常，但由于是作為半導體裝置完成品中的不良產品而排除的，不良成本會增大。另外，由于不良現象的顯現是利用完成品來進行的，因此，注意到工序內的不良狀況時已經滯后，其間，有可能持續地制造著不合格品。

專利文獻1：日本特開平05-74898號公報

發明內容

因此，在本申請發明中，其課題在于提供能夠短時間地在整個晶片中可靠地全面篩選出潛在不良，并且抑制了半導體裝置的制造不良成本的半導體裝置的制造方法。