高精度模拟电路芯片制造方法 【技术领域】
本发明属于芯片制造领域，尤其涉及半导体模拟电路芯片的制造方法。
背景技术
众所周知，高质量电子产品需要高精度的模拟电路芯片，例如电压检测电路、电源管理电路等，然而在半导体芯片制造过程中存在着工艺偏差，造成不同批次的芯片的实际电学参数不同，偏离产品的指标，使高精度模拟电路芯片的成品率很低。例如即使用非常稳定的半导体工艺线生产，芯片模拟参考电压误差小于1％的成品率也只能达到2％～3％。为提高高精度模拟电路芯片的成品率，比较通用的方法有两种，第一种是激光切割修正法，流程图如图1所示。这种方法是在半导体硅片加工工序全部完成后，测试硅片上的每一片芯片的对芯片成品率有决定性影响的电学参数，然后实时根据每一片芯片的测试数据，按事先编好的程序计算出修正方案，然后用高能量的激光束切割去除不需要的金属或多晶硅连线；第二种方法是高编程电压熔丝修正法，流程图如图2所示。这种方法与激光修正法类似，也是在硅片工序加工完成后，测试每一片芯片的电学参数，然后按事先编后地程序计算出修正方案，只是在最后，在事先专门为修正准备的引脚上加入高电压，使得不需要的金属引线通过大电流被烧断，而这种方法只能烧断金属引线，不能烧断多晶硅引线。尽管这两种方法能有效提高成品率，但都受到很多条件的限制。第一种方法需要价格昂贵的激光修正设备，这对于中小型企业而言，成本太高，第二种方法需要额外增加多个测试用引脚，而引脚的多少和需要修正的精度成2的指数关系，这无疑使芯片在应用时受到限制，同时，用高电压烧断金属引线的工艺很难控制，常常会影响芯片的工作寿命。
【发明内容】
本发明需要解决的技术问题在于提供一种高精度模拟电路芯片制造方法，以克服现有技术成本过高或限制过多等缺陷。
本发明的技术方案包括如下步骤：
完成埋层、生长外延层、场注入、光刻阱区、阱区注入、光刻有源区、生长栅氧化层、有源区注入、淀积多晶硅、光刻多晶硅等工序；
淀积金属；
从同一批次的硅片中取出一片，用事先设计的未做修正的金属光刻版光刻金属，并完成合金、钝化等剩余加工工序，制成测试芯片，其余硅片暂停加工；
测试由已完成所有工序的被取出硅片制成的测试芯片的电学参数；
计算实际的测试结果和原先方案的误差，根据误差计算须修改的相应电路的金属连接方式，即得到修正方案；
按照修正方案制作金属光刻掩模版；
用上一步所述的金属光刻掩模版对同一批次的其他硅片进行光刻金属，并完成合金、钝化等剩余加工工序，制成芯片，即最终产品。
本发明的有益效果是：与原有方案相比，由于事先对一片完成了所有工序的硅片进行了测试，并在此基础上制定修正方案，针对性强，可以有效地大幅提高高精度模拟电路芯片的成品率，从而降低了生产成本，破除了原有技术的诸多限制。
【附图说明】
图1为采用激光修正的流程图。
图2为采用烧铝修正方法的流程图。
图3为本发明的流程图。
图4为输出高精度电压芯片的修正方法实例
图5为高精度震荡器芯片的修正方法实例
【具体实施方式】
以下结合附图和两个具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的制作流程图如图3。
实施例一：
输出高精度模拟参考电压的产品，输出电压值为1.00V，要求误差范围小于±2％，即输出电压在0.98V到1.02V之间，同时该电压温度漂移小于±100ppm/℃。1.00V电压由一个能隙电路产生的参考电压经过电阻分压后得到，理论计算出的能隙源参考电压为1.15V，能隙源电路的电阻比为1∶7.5，电阻分压比为1∶6.5，如图4所示。按本发明方法，首先将同一批硅片全部加工(包括完成埋层、生长外延层、场注入、光刻阱区、阱区注入、光刻有源区、生长栅氧化层、有源区注入、淀积多晶硅、光刻多晶硅等工序)到完成淀积金属后暂停加工，取其中一块硅片完成剩余所有工艺加工工序，在将其制成测试芯片后，应测试其对成品率起决定性作用的电学参数，如要求精确输出参考电压的芯片需要测试参考电压值和参考电压温度漂移系数，高精确震荡器芯片的震荡频率等。实际测试结果为：能隙源电路的参考电压为1.206V，实际的输出电压平均值为1.055V，参考电压的温度漂移达到了-200ppm/℃，都超过了要求指标；之后根据以上测试结果，经过计算，将能隙源电路的电阻比例由1∶7.5改为1∶8.5，电阻分压比由1∶6.5改为1.8∶6.5，如图4所示；然后根据此修改方案制作金属光刻版；再用修正过的金属光刻版完成其余硅片的剩余加工工序。
采用本发明后的芯片输出电压误差小于±2％，温度漂移小于±100ppm/℃的成品率达到了55％，而按照原有方法得到的产品的平均成品率小于5％，因此每片芯片的成本降低了10倍。
实施例二：
高精度震荡器产品，震荡频率值为500KHz、占空比为0.5，要求震荡频率误差范围小于±5％，即震荡频率值要求在475KHz到525KHz之间。理论计算出的连接方式如图5所示，其中K1是断开的。给电容充电、放电的电流源I＝2uA，电容C＝C1＝2pF。充电的上下限差ΔV＝1V。周期T＝(ΔV/IC)充电+(ΔV/IC)放电＝2us，震荡频率f＝1/T＝500KHz。按本发明方法，首先将同一批硅片全部加工(包括完成埋层、生长外延层、场注入、光刻阱区、阱区注入、光刻有源区、生长栅氧化层、有源区注入、淀积多晶硅、光刻多晶硅等工序)到完成淀积金属后暂停加工，取其中一块硅片完成剩余所有工艺加工工序，实际测试结果为：震荡频率为625KHz，超过了指标。经过计算，由于工艺偏差造成这一批次的硅片实际的电流源值为I＝2.5uA。只要修改金属连接，将K1连接上，使电容值C＝C1+C2＝2.5pF，如图5所示。震荡频率就可以修正回到500KHz。然后根据此修改方案制作金属光刻版；再用修正过的金属光刻版完成其余硅片的剩余加工工序。
采用本发明后的芯片的震荡频率误差小于±5％的成品率达到了90％以上，而按照原有方法得到的产品的平均成品率小于20％，因此每片芯片的成本降低了4倍。