一种可以用于200℃的闩锁效应保护工艺的制作方法

本发明涉及半导体器件，特别涉及一种可以用于200℃的闩锁效应保护工艺。

背景技术：

1、闩锁效应是cmos工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片，将一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，使氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏，表面很细的金属化迹线会由于大电流而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。这就是所谓的“闩锁效应”，在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、eos（电过载）和器件损坏。

2、当芯片温度升高到200℃时，芯片晶圆的纵向寄生晶体管npn的β值随温度增加，横向pnp的发射极基极的偏置电压增加近两倍，保持电流减小为原来的三分之一，触发电流减小为原来的六分之一，因此高温下cmos电路的抗闩锁能力明显降低，低温下的情况正好相反，因为npn的β值下降时，触发电流增加，抗闩锁能力明显提升，因此在高温下cmos电路更容易发生闩锁效应，对半导体器件造成损伤。

3、现有的半导体芯片制造中，在芯片边缘处需要使用钻头钻出定位安装孔，目前常使用桌面台钻进行钻孔，由于所处环境在40％湿度环境进行加工，环境中容易产生高级别的静电荷，在几纳秒时间内的静电放电能够产生超过1a的峰值电流,导致金属连线烧毁和介质击穿氧化层而损坏，涌入的电流造成芯片温度升高形成开路，造成“闩锁效应”，在钻孔时产生大量的热量，对芯片本体的氧化薄膜层造成烧伤，导致芯片失去抗闩锁效应的保护能力，钻头过热无法及时冷却造成的芯片熔化，钻孔时芯片受力不均匀，钻孔时芯片在夹具上偏移，使钻头击穿芯片晶圆，导致晶圆内的鳍片结构损伤，造成闩锁效应的保护结构损坏，同时在钻削加工时，引起的粉尘可能对芯片造成污染损伤。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明要解决的问题是：目在钻孔时产生大量的热量，对芯片本体的氧化薄膜层造成损伤，导致芯片失去抗闩锁效应的能力，钻头过热无法及时冷却造成的芯片熔化，钻孔时芯片受力不均匀，钻孔时芯片在夹具上偏移，使钻头击穿芯片晶圆，导致晶圆内的鳍片结构损伤，造成闩锁效应的保护结构损坏，同时在钻削加工时，引起的粉尘可能对芯片造成污染损伤的问题。

2、为解决上述提出的技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可以用于200℃的闩锁效应保护工艺，包括以下工艺步骤：

3、s1：先加热沙子，从沙子中分离出硅和一氧化碳，不断地持续加热，直到生成高纯度的电子级硅，高纯硅融化成液体，冷却凝固后通过提拉法形成硅锭，使用金刚石锯切掉铸锭的两端，再将其切割成薄片；

4、s2：对上述切割的薄片进行表面研磨，随后通过化学蚀刻去除表面杂质瑕疵，再抛光使薄片表面光洁，随后洗去表面残留的化学蚀刻试剂，得到表面光洁的成品晶圆；

5、s3：使用氧化设备对晶圆进行氧化处理，氧气与硅反应形成氧化层，使用光刻设备，将电路印制到晶圆表面，随后使用反应离子蚀刻的方法，将电路安装印制的轨迹蚀刻在晶圆上，通过氧化设备多次交替堆叠多层薄金属导电膜和介电绝缘膜，之后再通过重复刻蚀工艺去除多余部分；

6、s4：将上述蚀刻后的晶圆使用化学气相沉积，将交替堆叠的多层金属导电膜和介电绝缘膜蚀刻薄膜层多余部分去除，使其形成多个鳍片结构，同时在鳍片结构之间存在多个接触孔槽，在半导体芯片器件的有源区之间通过与多个接触孔槽连接，对接线层进行保护；

7、s5：使用铜互联的方式对接线层进行联通，随后使用电气参数监控的方式对半导体芯片器件进行电气参数测试，测试合格后，对半导体芯片器件进行封装，并对封装后的半导体芯片器件使用钻孔设备钻出定位安装孔。

8、优选地，上述步骤s5所述的钻孔设备包括壳体，所述壳体内壁中部安装有工作台，所述工作台的一侧安装有移动主轴，所述移动主轴的端部连接有钻头，所述工作台上安装有辅助组件，所述辅助组件上固定安装有吸附组件，所述吸附组件的两侧对称安装有夹持组件。

9、优选地，所述壳体使用不锈钢材料，所述工作台使用铸铁材料，所述移动主轴垂直于工作台安装，所述辅助组件平行于工作台安装。

10、优选地，所述辅助组件包括底座，所述工作台上固定安装有底座，所述底座的顶部两侧对称安装有滑轨一，所述滑轨一上滑动安装有若干组滑块一，所述滑块一之间滑动安装有安装架，所述安装架的底部两侧连接有弹性伸缩杆一，所述弹性伸缩杆一的底部固定连接有滑块二，所述底座上对称设置有滑槽，且滑块二在滑槽内滑动，所述滑块一的背部螺纹连接有紧固螺栓。

11、优选地，所述滑轨一之间相互平行，所述安装架使用镀镍材料，所述滑轨一与滑块二相平行安装，所述滑轨一和滑槽的两端设置有圆弧限位槽。

12、优选地，所述吸附组件包括水泵，所述壳体的一侧固定安装有水泵，所述水泵通过连接管一与水箱相连接，所述水泵通过连接管二与单向阀相连接，所述单向阀固定安装在底座右侧的滑块一上，所述单向阀通过连接管三与流液管相连接，且流液管贯穿安装架安装，所述安装架内侧嵌套安装有流液管，所述安装架的顶部固定安装有吸盘，所述流液管通过连接管四与活塞筒相连接，且连接管四贯穿安装架安装，所述底座左侧的滑块一上固定安装有活塞筒，所述活塞筒的内侧嵌套安装有活塞，所述活塞的端部固定安装有拉杆。

13、优选地，所述连接管一、连接管二、连接管三和连接管四使用塑胶软管，所述水箱的顶部设置有乳化液加注口，所述水箱的右侧设置有自来水接口，所述流液管的外侧分布有排液孔，且排液孔一侧垂直于吸盘安装，所述吸盘使用绝缘橡胶材料，所述拉杆表面设置有压力刻度线。

14、优选地，所述夹持组件包括滑轨二，所述底座的两侧对称安装有滑轨二，所述滑轨二内侧滑动安装有齿条，所述齿条的尾部连接有弹性伸缩杆二，且弹性伸缩杆二的端部固定在滑轨二的端部，所述齿条之间转动连接有若干组首尾依次连接的连接板。

15、优选地，所述连接板靠近吸附组件一侧固定安装有夹持板，所述齿条与齿轮相互啮合连接，所述齿轮外侧套设有连接杆，所述底座的两侧对称安装有滑台座，所述滑台座的滑槽内侧滑动安装有接触滑板，所述接触滑板的一侧连接有伸缩杆，所述接触滑板的另一侧与连接杆相接触，所述伸缩杆固定安装在靠近滑台座一侧的安装架的外侧。

16、优选地，所述滑轨二位于滑台座上方固定安装，所述滑轨二之间相互平行，所述齿条和齿轮使用耐磨钢材料，所述夹持板表面设置有防滑槽，所述夹持板使用绝缘橡胶材料，所述连接杆和伸缩杆相平行，所述接触滑板为圆弧型。

17、相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：

18、1、通过设置有吸附组件，通过活塞筒内活塞的推动和拉出，改变液体对吸盘端部闭合孔的开闭，使位于芯片打孔位置正下方的吸盘内侧浸出一定高度的冷却液，在钻孔的过程中，能够对芯片本体进行降温，当钻头贯穿芯片后，通过钻头前端与冷却液接触对钻头进行降温，钻削产生的碎屑能够吸附在切削液表层，避免了钻削加工对芯片本体的闩锁效应防护结构造成击穿，避免芯片在温度升高时，β值随温度增加导致cmos电路的抗闩锁能力降低，防止碎屑在钻削时产生溢散的现象时，对芯片表面产生划伤和污染，使芯片晶圆不会通过吸盘传递静电荷，产生静电击穿氧化层形成开路，使芯片通电后产生“闩锁效应”，同时提高了清理的便捷性。

19、2、通过设置有吸附组件和夹持组件，通过将乳化液和水的混合物注入到流液管内，使吸盘在内壁孔进入混合液后，具备吸附性，通过接触滑板推动连接杆，使连接板前端的夹持板能够将随齿条的滑动紧贴芯片的外轮廓，通过对芯片的位置多个自由度的限定，防止芯片在钻孔过程中，发生倾斜偏移的情况，导致钻头损伤芯片晶圆，造成晶圆的鳍片结构失效，提高了芯片打孔的精确性和钻削效率，降低了芯片损坏的可能。

20、3、通过设置有夹持组件，通过收尾依次相连接的连接板对芯片进行定位，使夹持板能够适用于不同大小和形状的芯片，紧贴芯片在侧表面对芯片进行夹持固定，同时通过使用绝缘橡胶材料的夹持板，防止产生静电造成芯片被击穿氧化层，集成电路形成开路。

21、4、通过设置有壳体，在芯片钻孔过程中，能够在封闭的环境内进行，能够避免外界的粉尘和水渍等渗入到钻孔设备的内部，防止粉尘和水渍对芯片的晶圆面造成污染和损坏。