晶片加热器及电子迁移率检测装置制造方法及图纸

一种晶片加热器，包括：硅穿孔与位于硅穿孔两端的第一金属层与第二金属层；其中，所述硅穿孔内填充导电材质；所述第一金属层包埋在所述晶片内，所述第二金属层暴露在所述晶片表面。此外，本发明专利技术还提供一种电子迁移率检测装置。采用本发明专利技术的技术方案，可以克服现有的检测方法需要对整个加热层加热，影响无需加热的器件的性能，并且耗能多，如果不对整个加热层加热，将需检测区域切割下来，又会造成工艺复杂、浪费晶片等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶片加热器及电子迁移率检测装。
技术介绍
在半导体工艺中，很多器件在不同温度下，其性能也不同。例如栅极结构在高温下容易被击穿。因此，为了检测半导体器件的性能，需要对该器件进行高温测试。现有技术中，高温测试一般通过在晶片上设置一层加热层，例如为多晶硅，通过加热整个加热层来对器件进行测试。然而，这种测试由于需要对整个加热层加热，而整个晶片通常情况下集成有多种器件，因此，不可避免会对不需要测试的器件进行加温，影响该无需加热的器件的性能，并且耗能多。为了避免上述问题，现有技术中采用将该需要测试器件从整个晶片上切割下来，这造成检测过程工艺复杂，且浪费晶片。有鉴于此，实有必要提出一种新的晶片加热器，以克服现有的检测方法需要对整个加热层加热，影响该无需加热的器件的性能，并且耗能多，如果不对整个加热层加热，则需检测区域切割下来，又会造成工艺复杂、浪费晶片问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提出一种新的晶片加热器，以克服现有的检测方法需要对整个加热层加热，影响该无需加热的器件的性能，并且耗能多，如果不对整个加热层加热，将需检测区域切割下来，又会造成工艺复杂、浪费晶片问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶片加热器，包括:硅穿孔；所述硅穿孔内填充导电材质；位于硅穿孔两端的第一金属层与第二金属层；其中，所述第一金属层包埋在所述晶片内，所述第二金属层暴露在所述晶片表面。可选地，所述导电材质为多晶硅或金属。可选地，所述第二金属层为金属重分布层。可选地，所述晶片加热器用于对晶片上的待检测器件进行加热，所述待检测的器件周围设置多个所述晶片加热器。可选地，多个所述晶片加热器与待检测的器件等距离。可选地，多个所述晶片加热器围绕待检测的器件呈两圈设置。可选地，多个所述晶片加热器中，相邻的晶片加热器的第一金属层或第二金属层首尾连接。可选地，位于首或尾的第一金属层的第一金属层与高压电源连接，位于尾或首的第二金属层接地。可选地，所述位于首或尾的第一金属层与所述高压电源之间串联有电阻。可选地，晶片加热器还设置有用于测量晶片上待检测器件的温度传感器。可选地，所述第一金属层材质为铜或铝，所述第二金属层材质也为铜或铝。本专利技术还提供一种电子迁移率检测装置，包含上述的晶片加热器。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:在晶片上形成硅穿孔；该硅穿孔内填充导电材质；此外，该硅穿孔两端设置有第一金属层与第二金属层；其中，所述第一金属层包埋在所述晶片内，所述第二金属层暴露在所述晶片表面；通过在需要测试的器件周围设置该硅穿孔、第一金属层及第二金属层；通电后，该上述三个结构形成一个“微波炉”加热源，对被测试器件提供需要的温度，采用上述方案，不需要加热整个晶片，降低了能耗，且不需切割硅片，工艺简单且没有浪费现象。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的晶片加热器的结构示意图；图2至图9是按照实施例一提供的晶片加热器的形成方法形成的中间结构示意图；图10是按照实施例一提供的晶片加热器的形成方法形成的最终结构示意图；图11是本专利技术实施例二提供的晶片加热器的结构示意图；图12至图19是按照实施例二提供的晶片加热器的形成方法形成的中间结构示意图；图20是按照实施例二提供的晶片加热器的形成方法形成的最终结构示意图；图21是图20中的结构的仰视图；图22是本专利技术实施例二提供的另一种晶片加热器的仰视图。具体实施例方式本专利技术在晶片上形成硅穿孔；该硅穿孔内填充导电材质；此外，该硅穿孔两端设置第一金属层与第二金属层；其中，所述第一金属层包埋在所述晶片内，所述第二金属层暴露在所述晶片表面；通过在需要测试的器件周围设置该硅穿孔、第一金属层及第二金属层；通电后，该上述三个结构形成一个“微波炉”加热源，对被测试器件提供需要的温度，因而，不需要加热整个晶片，降低了能耗，且不需切割硅片，工艺简单且没有浪费现象。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。由于重在说明本专利技术的原理，因此，未按比例制图。实施例一图1所示为本专利技术实施例一提供的晶片加热器I的结构示意图。参考图1，该加热器I包括:硅穿孔11与位于硅穿孔11两端的第一金属层13与第二金属层12 ;其中，该硅穿孔11内填充导电材质；第一金属层13包埋在晶片内，第二金属层12暴露在晶片10表面。本实施例一中，填充的导电材质为多晶娃，其它实施例中，也可以为金属；第一金属层13、第二金属层12材质都为铜，在其它实施例中，该两层也可以选择铝。该两层12、13的目的是连接电源正负极，在该硅穿孔11内的导电材质产生电流而发热。本实施例一中，所述第二金属层12为金属重分布层21。晶片加热器I在本实施例一中是用于检测晶片上的器件性能，以下以待检测器件为晶体管为例，详细介绍本实施例一中的晶片加热器I的形成方法。首先，执行步骤S11，如图2所示，提供芯片2，该芯片2包括半导体衬底20及有源电路22,该有源电路22例如为晶体管。该半导体衬底20可以是娃衬底，也可以为错衬底，硅-锗衬底。有源电路22形成在半导体衬底20的正面。在半导体衬底20和有源电路22上还形成有层间介质层23，同时在层间介质层23中形成有连接有源电路22的导电插塞24。接着，执行步骤S12，如图3所示，在半导体衬底20中形成硅穿孔25 (ThroughSilicon Vias, TSV)并用导电材质填充，且该硅穿孔25从层间介质层23向半导体衬底20内延伸一定深度至该半导体衬底20内停止。该硅穿孔25的形成方法可以为光刻、刻蚀工艺。填充的导电材质在本实施例一中为多晶硅，其它实施例中也可以选择金属。当填充为金属时，硅穿孔25内可以形成一层扩散阻挡层(未图示)，然后再填充金属，防止金属原子向介电材料及半导体衬底20内扩散。然后，执行步骤S13，如图4所示，在层间介质层23上形成多层金属互连结构26。其中，按照电路布局，部分金属互连结构26与有源电路22连通，还有部分金属层互连结构26与硅穿孔25连接，与硅穿孔25连接的部分金属层互连结构26等效为第一金属层13。多层金属互连结构26包括多个金属层261, 261’与隔开各金属层间的介电层262,两层金属层261，261’间通过设置在介电层262中的连通孔263导通。接着，执行步骤S14，如图5所示，抛光芯片2的背面(图中的底部)直到通过半导体衬底20’暴露出硅穿孔25。研磨、抛光工艺可以采用CMP。再接着，执行步骤S15，如图6所示，在半导体衬底20’背面的表面形成一层钝化层27。该钝化层27可以防止之后芯片2在使用过程中，酸、碱等对芯片2的腐蚀。该钝化层27材质可以为氮化硅、氧化硅等，采用物理气相沉积法(PVD)形成。之后，使用CMP移除硅穿孔25表面的钝化层27。之后，执行步骤S16，如图7所示，在钝化层27及硅穿孔25上形成凸块底部金属层28 (under bump metallization, UBM)。该凸块底部金属层28材质可以为铜、招等,可以采用溅射法形成。然后，执行步骤S17，如图8所示，在凸块底部金属层28上形成掩模29，其上形成有开口 30，以暴露出硅穿孔25上的凸块底部金属层28。掩模29可以为光刻胶，在其上形成开口 30的光刻工艺为现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片加热器，其特征在于，包括：硅穿孔；所述硅穿孔内填充导电材质；位于硅穿孔两端的第一金属层与第二金属层；其中，所述第一金属层包埋在所述晶片内，所述第二金属层暴露在所述晶片表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉菲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：