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?電漿清洗機CMOS工藝中應(yīng)用于集成電路制造中WAT方法研究

電漿清洗機CMOS工藝中應(yīng)用于集成電路制造中WAT方法研究:
        WAT即硅圓片接收測試,就是在半導體硅片完成所有的制程工藝后,對硅圓片上的各種測試結(jié)構(gòu)進行電性測試,它是反映產(chǎn)品質(zhì)量的一種手段,是產(chǎn)品入庫前進行的一道質(zhì)量檢驗。
        伴隨著半導體技術(shù)的發(fā)展,等離子體工藝已廣泛應(yīng)用于集成電路制造中,離子注入、干法刻蝕、干法去膠、UV輻射、薄膜淀積等都可能會引入等離子體損傷,而常規(guī)的WAT結(jié)構(gòu)無法監(jiān)測,可能導致器件的早期失效。等離子體工藝廣泛應(yīng)用于集成電路制造中,比如等離子體刻蝕、電漿清洗機增強式化學氣相淀積、離子注入等。它具有方向性好、反應(yīng)快、溫度低.均勻性好等優(yōu)點。

電漿清洗機

        但是它也同時帶來了電荷損傷,隨著柵氧化層厚度的不斷降低,這種損傷會越來越影響到MOS器件的可靠性,因為它可以影響氧化層中的固定電荷密度、界面態(tài)密度、平帶電壓、漏電流等參數(shù)。帶天線器件結(jié)構(gòu)的大面積離子收集區(qū)(多晶或金屬)一般位于厚的場氧之上,因此只需要考慮薄柵氧上的隧道電流效應(yīng)。大面積的收集區(qū)稱為天線,帶天線器件的隧道電流放大倍數(shù)等于厚場氧上的收集區(qū)面積與柵氧區(qū)面積之比,稱為天線比。
        如果柵氧區(qū)較小,而柵極面積較大,大面積柵極收集到的離子將流向小面積的柵氧區(qū),為了保持電荷平衡,由襯底注人柵極的隧道電流也需要隨之增加,增加的倍數(shù)是柵極與柵氧面積之比,放大了損傷效應(yīng),這種現(xiàn)象稱為“天線效應(yīng)”。對于柵注入的情況,隧道電流和離子電流之和等于電漿清洗機中總的電子電流。因為電流很大,即使沒有天線的放大效應(yīng),只要柵氧化層中的場強能產(chǎn)生隧道電流,就會引起等離子體損傷。
        在正常的電路設(shè)計中柵端一般都需要開孔經(jīng)多晶或金屬互連線引出做功能輸入端,就相當于在薄弱的柵氧化層上引入了天線結(jié)構(gòu),所以在正常流片及WAT監(jiān)測時所進行的單管器件電性測試和數(shù)據(jù)分析無法反映電路中實際的電漿清洗機損傷情況。氧化層繼續(xù)變薄到3nm以下,基本不用再考慮充電損傷問題,因為對于3nm厚度的氧化層而言,電荷積累是直接隧穿越過氧化層勢壘,不會在氧化層中形成電荷缺陷。

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