用于定位铸块中的晶片的方法技术

一种用于确定由半导体材料制成的铸块中的晶片的原始位置的方法，包括如下步骤：测量(F1)晶片的区域中的间隙氧的浓度([Oi])；测量(F2)在铸块的之前的凝固期间晶片的所述区域中形成的热施主的浓度([DTi])；根据热施主的浓度([DTi])以及间隙氧的浓度([Oi])，确定(F3)在铸块的凝固期间由晶片经历的热施主形成退火的实际持续时间(teff)；以及根据实际持续时间(teff)确定(F4)铸块中晶片的原始位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体晶片的特征技术，更具体地说，涉及用于确定铸块(晶片源于该铸块)中的晶片的原始位置的方法。
技术介绍
在半导体铸块已经被晶化之后，它被切成多个晶片或基底。这些晶片然后被成批地被销售以用在集成电路或太阳能电池的制造。这些组件的制造商提出了用于监控整个制造过程中的晶片的识别方案。这些方案与适合的管理软件工具一起使得他们能够记录与晶片或相应的批相关的信息，例如制造步骤的历史报告。通常，集成电路或太阳能电池制造商不具有他们的铸块中的晶片的原始位置的任何知识。这个信息也没有由铸块制造商所告知，本质上是由于经济原因和可追溯原因。然而，这个信息对于晶片使用者而言是极其重要的，因为缺陷和杂质没有均匀地分布在半导体铸块中。例如，当铸块被牵引时，首先凝固的铸块的上部包含大量氧。最后凝固的铸块的底部富含金属杂质。这导致晶片的电和机械性能从铸块的一个部分到另一个部分显著地变化。目前，在没有来自铸块制造商的指示的情况下，铸块中晶片的初始位置不能被确定。即使当这些信息可得到时，后者可能是局部的或者甚至错误的。
技术实现思路
因此，存在一种要求以提供一种用于随后确定由半导体材料制作的铸块中晶片的原始位置的方法。根据本专利技术，这个要求倾向于通过提供如下步骤而被满足：-测量晶片的一个区域中的间隙氧浓度(interstitialoxygenconcentration)；-测量在铸块的之前凝固期间晶片的所述区域中形成的热施主(thermaldonor)的浓度；-根据热施主浓度和间隙氧浓度，确定当发生铸块的凝固时晶片所经历的热施主形成退火(thermaldonorformationanneal)的有效时间；-根据有效时间确定铸块中晶片的原始位置。根据本专利技术的发展，在为了破坏热施主而执行的热处理之前和之后，根据在晶片的所述区域中测量的两个电阻率值，确定热施主浓度。根据另外的发展，其与之前的发展相容，在附加热施主形成退火之前和之后，根据晶片的所述区域中测量的两个电阻率值，确定间隙氧浓度。在本专利技术的优选实施例中，在附加热施主形成退火之后，热施主破坏热处理被执行。根据如下步骤通过建立的列线图(abacus)能够确定晶片的原始位置：-选择源于相同铸块的多个晶片；-确定对于每个晶片的有效时间的值；-根据列线图上的之前确定的有效时间的值的集，放置与有效时间的最小和最大值相对应的两个点；以及-在两个点之间绘制直线。最小和最大有效时间值最好与等于铸块的总高度的5％和85％的原始位置相关联。附图说明通过结合附图说明的并且仅仅为了非限制性示例的目的给出的特定实施例的如下描述，其他优点和特性将会变得更加清楚，其中：图1描述了当铸块的凝固发生时，在铸块的头部的部分和铸块的底部的部分的温度的变化；图2描述了用于确定在它的母体铸块中半导体晶片的原始位置的方法的步骤；图3是给出在它的铸块中晶片的相对位置对在图2的步骤F3中计算的等效退火时间的列线图；图4描述了图2中步骤F1的优选实施例；以及图5描述了图2的步骤F2的优选实施例。具体实施方式通过传统的结晶技术获得的硅铸块(Siliconingots)，例如通过用于单晶硅的直拉法(Czochralskiprocess)和用于多晶硅的布里奇曼法(Bridgmanprocess)，包含氧。氧原子特别占据(多个)晶体点阵中的节点间隙(interstitialposition)。在硅的结晶期间，铸块的温度缓慢地减少，从1414℃(硅的熔化温度)下降到环境温度(大约25℃)。然而，在350℃和500℃之间，节点间隙中的氧形成被称作热施主(thermaldonors,TD)的簇(clusters)。热施主具有生成自由电子的特性。因此，它们具有掺杂性质并影响硅的电性质。因此，在完成铸块的凝固时热施主存在于铸块中，并且它们从而存在于晶片中，该晶片源于这个铸块。然而，热施主浓度在铸块的高度的范围内不是均匀的。这是由于如下事实：铸块的不同部分不是以相同的比率被冷却，并且它们不包含相同的间隙氧含量。图1描绘了当通过直拉法执行牵引时硅铸块的顶端和底端的温度曲线图。铸块的被称为头部的顶端的温度曲线由虚线表示，而铸块的被称为底部的末端的温度曲线由直线表示。如图1所示，与铸块的底部的温度相比，铸块的头部的温度随着时间更缓慢地下降。实际上，在铸块的顶部的凝固之后，经由在形成期间的铸块的本体，贯穿牵引的持续时间，铸块保持与熔化的硅溶液(moltensiliconbath)的热交换。另一方面，在牵引的结束时，底部凝固并且铸块然后从溶液中移开，这解释了为什么铸块的底部的温度更为快速地下降。由于这些不同的冷却动力学，在与热施主的形成相对应的温度范围中铸块的头部比铸块的底部花费更多的时间。在图1的铸块的例子中，在350℃-500℃范围中(由点虚线表示)，铸块的头部多花费600分钟，而铸块的底部在这个范围中仅保持了80分钟。硅铸块的中间部分，即，位于在头部和底部之间的那些，它们的温度以包括在两条曲线之间的比率下降。因此，这些部分具有包括在350℃-500℃范围中的温度的期间的时间位于80分钟和600分钟之间。因此，在铸块的部分的凝固期间的热施主的有效形成时间teff取决于这个部分在铸块的位置h。进一步观察到取决于是末端还是头部被认为是铸块的位置的起源，函数teff(h)严格地增加或降低。换言之，双射关系存在于时间teff和铸块中的位置h之间：存在与铸块的每个部分相对应的单个时间teff。这个观察被放入如下的应用以确定铸块中硅晶片的起源。根据最初存在于晶片中的间隙氧浓度和热施主浓度的读数，热施主的有效形成时间teff(在350℃和500℃之间)被确定。图2描绘了这个硅晶片定位方法的步骤F1到F4。在F1，间隙氧浓度，由[Oi]标记，在晶片的至少一个区域中被确定。浓度[Oi]特别地由次级离子质谱法(SIMS)或者由傅里叶变换红外光谱法(FTIR)来测量。后一个技术使得半导体材料中的红外辐射的吸收对辐射的波长被测量。由于间隙氧促成这个吸收，可能根据吸收测量推导出浓度[Oi]。步骤F2包括确定晶片的相同区域或多个区域中的初始热施主浓度[TD]i。如之前所指示的，在铸块的冷却期间出现的这些热施主在350℃和500℃之间。再者，FTIR技术可以被用于测量浓度[TD]i，因为热施主也对红外辐射的吸收具有影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定由半导体材料制成的铸块中的晶片的原始位置的方法，包括如下步骤：‑测量(F1)晶片的一个区域中的间隙氧浓度([Oi])；‑测量(F2)在铸块的之前的凝固期间晶片的所述区域中形成的热施主的浓度([TDi])；‑根据热施主浓度([TDi])以及间隙氧浓度([Oi])，确定(F3)当铸块的凝固发生时由晶片所经历的热施主形成退火的有效时间(teff)；以及‑根据有效时间(teff)，确定(F4)铸块中晶片的原始位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.02 FR 13018751.一种用于确定由半导体材料制成的铸块中的晶片的原始位置的方法，
包括如下步骤：
-测量(F1)晶片的一个区域中的间隙氧浓度([Oi])；
-测量(F2)在铸块的之前的凝固期间晶片的所述区域中形成的热施主
的浓度([TDi])；
-根据热施主浓度([TDi])以及间隙氧浓度([Oi])，确定(F3)当铸块的凝
固发生时由晶片所经历的热施主形成退火的有效时间(teff)；以及
-根据有效时间(teff)，确定(F4)铸块中晶片的原始位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据在用于破坏热施主的热处理(F21)
之前(F20)以及在用于破坏热施主的热处理(F21)之后(F22)、在晶片的所述区域
中测量的两个电阻率值(ρ1,ρ3)来确定热施主浓度([TDi])。
3.如权利要求2所述的方法，其中根据在附加热施主形成退火(F1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J维尔曼，S杜波依斯，
申请(专利权)人：原子能和代替能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR