[发明专利]半导体装置的制造方法以及半导体装置

说明书

本发明提供半导体装置的制造方法以及半导体装置，其在短时间内可靠地筛选出潜在不良，并且抑制半导体装置的制造不良成本。在半导体衬底上完成半导体装置之前的制造工序中，在形成了筛选对象的结构的阶段，对半导体衬底与栅电极膜之间施加电压，以晶片为单位全面地进行栅绝缘膜的潜在缺陷的筛选，从而在半导体装置完成品的电特性试验时作为初始不良产品而显现出来。

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法，尤其涉及具有晶片形状的筛选工序的半导体装置的制造方法以及半导体装置。

背景技术

为了针对半导体集成电路等由MIS(Metal-Insulator-Semiconductor：金属-绝缘体-半导体)晶体管和MIS电容元件构成的半导体装置而鉴别出包含因栅绝缘膜缺陷而导致的初始不良和潜在不良的半导体装置并将其去除，有时至少要在半导体衬底上完成了半导体装置之后，在半导体装置的功能确认试验中导入对不良产品进行筛选的工序。

例如，通过公知的技术形成如下的半导体装置，并至少使该半导体装置成为可期待作为所需的半导体装置发挥功能的状态，其中，所述半导体装置包含有在被加工成较薄圆盘状晶片的半导体衬底上形成的MIS晶体管和将栅绝缘膜作为电介质的电容元件。

接着，在形成有多个半导体装置的晶片状态下，或者加工成独立的半导体装置的状态下，针对半导体装置是否能实现所需的功能而执行电特性试验，进行半导体装置的合格品和不合格品的鉴别。作为该电特性试验的项目之一，包括对上述的因栅绝缘膜缺陷导致的初始不良和潜在不良的筛选。

此时，在半导体装置的完成时因明显的缺陷而导致栅绝缘膜的绝缘性受损的MIS晶体管和MIS电容元件因存在缺陷的对象元件的较高的漏电流等而无法实现所需的元件功能，因此在半导体装置的电特性功能试验中能够显现出初始不良从而筛选出来。

另一方面，对于含有例如因半导体衬底中的晶体缺陷和栅绝缘膜形成的前后工序中的不良而导致的绝缘膜的局部薄膜部和被污染的绝缘膜部的MIS晶体管和MIS电容元件而言，即使包含了这样的MIS晶体管和MIS电容元件，在半导体装置完成时也能勉强地维持栅绝缘膜的绝缘性，如果未作为初始不良显现出来，则在上述的一时性的电特性功能试验中便会被判定为合格品。然而，由于并不具备确保原本所需的质量例如绝缘耐压和寿命的绝缘膜，因此，很有可能成为存在着在产品发货后的实际使用中显现出不良的潜在不良的半导体装置。

为了能够在发货前将存在着这样的潜在不良的半导体装置包括在内筛选出来，而进行相对于实际的工作状态增大了负载来加快至发生故障的时间的老化试验，例如在高温下且较高的电源电压下等进行一定时间的动作试验，使质量较差的栅绝缘膜损坏而显现出不良，将其去除(例如，参照专利文献1)。

然而，在专利文献1中公开的半导体装置的制造方法中，具有以下所示的不良情况。

(1)由于是按照结束了晶片处理后的每个独立的半导体装置进行筛选，因此半导体装置的电特性试验时间较长。

(2)被构成已完成的半导体装置的MIS晶体管等的耐压例如源/漏的结耐压限制了速度，所能够施加的电压较低，进行筛选的电场加速不够，因此需要进行长时间施加，或者由于筛选不充分而导致潜在不良未显现出来。

(3)在筛选出的不良多发的情况下，虽然会担心不是单纯的点缺陷而是因制造工序中的不良状况导致了栅绝缘膜的膜质本身的劣化或异常，但由于是作为半导体装置完成品中的不良产品而排除的，不良成本会增大。另外，由于不良现象的显现是利用完成品来进行的，因此，注意到工序内的不良状况时已经滞后，其间，有可能持续地制造着不合格品。

专利文献1：日本特开平05-74898号公报

发明内容

因此，在本申请发明中，其课题在于提供能够短时间地在整个晶片中可靠地全面筛选出潜在不良，并且抑制了半导体装置的制造不良成本的半导体装置的制造方法。