半導體結構、其形成方法及測試方法與流程

本發明涉及半導體制造技術領域，特別是涉及一種半導體結構、其形成方法及測試方法。

背景技術：

隨著半導體工藝的不斷發展，集成電路已經從制造在單個芯片上的少數互連器件發展到數百萬個器件。當前的集成電路所提供的性能和復雜度也不斷增加。金屬-氧化物-半導體(mos)晶體管是半導體制造中的最基本器件，其廣泛應用于各種集成電路中，因而業界對mos晶體管性能的改進和優化從未停止過。

目前，為了提升mos晶體管的電學性能，背金減薄技術(backsidegrindingbacksidemetal，bgbm)已經被運用至mos晶體管制造過程中，并成為了一個關鍵環節。該技術為在mos晶體管的背面形成金屬層，具體如圖1所示，現有技術中的mos晶體管，包括前端芯片1，在所述前端芯片1的背面形成有金屬層，其中所述前端芯片1例如包括襯底，形成于所述襯底上的源漏柵極，所述金屬層包括依次沉積在所述前端芯片1的背面的鈦層(ti)2、鎳層(ni)3和銀層(ag)4，所述金屬層的質量如何將直接關聯到獲得的mos晶體管的電學性能。

然而在實際生產中發現，在進行探針測試(chipprobing，cp)電性等參數時，會時常出現檢測不合格的問題，這會導致良率低。如何解決這一問題，對于提高產品的良率，有著重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種半導體結構、其形成方法及測試方法，解決現有技術中的mos晶體管良率差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體結構，包括：

前端芯片；

位于所述前端芯片背面的金屬層；以及

位于所述金屬層上的保護層，所述保護層防止所述金屬層被污染。

可選的，對于所述的半導體結構，所述保護層為碳層。

可選的，對于所述的半導體結構，所述碳層的厚度為180-230nm。

可選的，對于所述的半導體結構，所述金屬層包括依次層疊于所述前端芯片背面的鈦層、鎳層和銀層。

相應的，本發明還提供一種半導體結構的形成方法，包括：

提供前端芯片；

在所述前端芯片背面形成金屬層；

在所述金屬層上形成保護層，以防止所述金屬層被污染。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述保護層為碳層，利用cvd工藝形成。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述碳層的厚度為180-230nm。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，形成所述碳層的源氣包括烴化合物和惰性氣體。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述cvd工藝條件為：所述烴化合物的流量為500-1200sccm，射頻功率大于等于800w。

相應的，本發明還提供一種半導體結構的測試方法，包括：

提供所述的半導體結構；

去除所述保護層；

對去除保護層之后的半導體結構進行測試。

可選的，對于所述的半導體結構的測試方法，采用有機溶劑去除所述保護層。

可選的，對于所述的半導體結構的測試方法，所述有機溶劑包括丙酮。

可選的，對于所述的半導體結構的測試方法，采用等離子體處理去除所述保護層。

可選的，對于所述的半導體結構的測試方法，采用氫等離子體在大于等于400℃的環境下去除所述保護層。

本發明提供的半導體結構，包括前端芯片；位于所述前端芯片背面的金屬層；以及位于所述金屬層上的保護層，所述保護層防止所述金屬層被污染。與現有技術相比，在所述金屬層上形成了保護層，能夠有效地防止空氣、水分及其他物質對所述半導體結構上的金屬層的氧化等污染過程，能夠保證金屬層的純度，且不會對金屬層產生不良影響，從而避免了白點缺陷的產生。而在進行測試時，可以將保護層去除，使得測試得以正常進行，有助于提高產品的良率。

附圖說明

圖1為現有技術中的半導體結構產生缺陷的示意圖；

圖2為本發明中的半導體結構的結構示意圖；

圖3為本發明中的半導體結構的形成方法的流程圖；

圖4-5為本發明中的半導體結構在形成過程中的結構示意圖；

圖6為本發明中的半導體結構的測試方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結合示意圖對本發明的半導體結構、其形成方法及測試方法進行更詳細的描述，其中表示了本發明的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發明的限制。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

發明人在長期的生產工作中發現，由于在前端芯片1的背面形成的金屬層通常是處于暴露狀態，因而最外層的銀層4會受到污染，例如被氧氣、水分以及其他物質氧化，從而形成氧化銀，會在銀層4上形成白點缺陷5，這些白點缺陷5對測試產生了不良的影響，導致測試(例如電性測試)不過關。這一現象在封裝中金屬層出現裂紋等情況下，尤其嚴重。于是發明人研究了一種半導體結構，包括前端芯片；位于所述前端芯片背面的金屬層；以及位于所述金屬層 上的保護層，所述保護層防止所述金屬層被污染。通過引入保護層，實現了對金屬層的保護，避免了白點缺陷的產生，有助于提高良率。

下面結合圖2-圖6對本發明的半導體結構、其形成方法及測試方法進行詳細說明。其中圖2為本發明中的半導體結構的結構示意圖；圖3為本發明中的半導體結構的形成方法的流程圖；圖4-5為本發明中的半導體結構在形成過程中的結構示意圖；圖6為本發明中的半導體結構的測試方法的流程圖。

請參考圖2，本發明提供的半導體結構，包括：前端芯片21；位于所述前端芯片21背面的金屬層；以及位于所述金屬層上遠離所述前端芯片21的保護層25，所述保護層25用以防止所述金屬層被污染。

具體的，所述前端芯片21可以是按照常規工藝在一襯底表面形成的具有源極、漏極和柵極的結構，這一技術已經較為成熟，本發明對此不進行詳細描述。所述金屬層包括依次層疊于所述前端芯片21背面的鈦層(ti)22、鎳層(ni)23和銀層(ag)24。當然，依據不同的工藝，所述金屬層可以不同，例如，該金屬層也可以僅是鋁層。

在本發明的較佳選擇中，所述保護層25選擇為碳層。所述碳層既能夠實現對金屬層(銀層24)的保護，防止被氧化污染，同時在去除時，也不會引發污染，因此效果較好。所述碳層的厚度例如為180-230nm。此外，所述保護層25也可以是其他材料，例如聚氯乙烯(pvc)等。

下面對本發明的半導體結構的形成方法進行介紹。請參考圖3，并結合圖2、圖4及圖5，所述半導體結構的形成方法包括：

首先，執行步驟s101，提供前端芯片21；例如，所述前端芯片21具有源極、漏極和柵極的，這一前端芯片21可以采用現有方法獲得。

接著，執行步驟s102，在所述前端芯片21背面形成金屬層；具體的，所述金屬層包括依次形成在所述前端芯片21背面的鈦層22、鎳層23和銀層24，如圖5所示。所述鈦層22、鎳層23和銀層24可以采用濺射工藝形成，各層厚度則可以依據實際需要靈活設計。

然后，如圖2所示，執行步驟s103，在所述金屬層上形成保護層25，以防止所述金屬層被污染。在本發明的較佳選擇中，所述保護層25為碳層，厚度為180-230nm。所述碳層可以利用cvd工藝形成，具體的，例如是pecvd工藝， 選擇烴化合物和惰性氣體作為反應源氣，所述烴化合物例如可以是ch4、c2h6、c3h8等，惰性氣體例如是氮氣、氬氣等。所述烴化合物的流量可以為500-1200sccm，如800sccm、1000sccm等，在射頻功率大于等于800w，例如1000w的情況下獲得所述碳層。

當所述保護層25形成后，就可以有效的阻礙例如空氣(主要是氧氣)、水分以及其他物質與金屬層，尤其是銀層24的接觸，就避免了銀層被氧化污染，基本上杜絕了白點缺陷的形成，有助于提高產品的良率。

在本發明中，所述保護層25并非需要一直存在，在進行測試時，還需去除。請參考圖6，本發明提供的上述半導體結構的測試方法，包括：

首先，執行步驟s201，提供一半導體結構，例如圖2所示的結構。

接著，執行步驟s202，去除所述保護層25。本發明提供兩種較佳的去除思路，一種是采用有機溶劑進行溶解，所述有機溶劑例如是丙酮，所述碳層或者pvc等材料可以被丙酮消融，而不會對金屬層造成影響；在利用有機溶劑溶解后，可以進一步清洗和吹干。另一種是采用等離子體處理去除所述保護層，例如，可以是采用氫等離子體在大于等于400℃的環境下去除所述保護層，較佳的，進行約30～40s的上述氫等離子體處理即可將保護層進行較好的去除，同樣的，也避免了對金屬層造成影響。

然后，執行步驟s203，對去除保護層之后的半導體結構進行測試。該測試可以依據需要進行測試，檢測所述半導體結構的相關電性參數。

由于在未測試之前，保護層的存在防止了白點缺陷的產生，因此在去除保護層進行測試時，金屬層(例如銀層)有著較好的品質，因而有助于測試過程正常進行，由此提高了產品的良率。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。