[發明專利]硅外延晶片及其制造方法

無效

• 申請號: 00800858.2
• 申請日: 2000-03-02
• 公開（公告）號: CN1304461A
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 長谷川宏一;大久保裕司
• 申請（專利權）人: 直江津電子工業株式會社;信越半導體株式會社
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B25/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明系關于一種在硅單晶基片上形成硅單晶薄膜之硅外延晶片及其制造方法。

背景技術

在硅單晶基片上汽相生長硅單晶薄膜之硅外延晶片，通常系依照下述步驟加以制造而成。首先，將以FZ(區熔法)法或是CZ(直拉法)法等制造之硅單晶棒以切斷刃切片為晶片。切片后之晶片其邊緣部經倒角之后，對兩面施以研磨，再進行化學蝕刻處理。經過化學蝕刻處理后之晶片，在藉由化學機械研磨處理進行鏡面拋光后，回到前述硅單晶薄膜之汽相生長步驟。

此處，化學蝕刻處理系藉由前步驟之切片與研磨等之機械加工，以除去硅單晶晶片所產生之表面變形層為目的之處理。一般而言，系將晶片浸漬于硝酸-氫氟酸水溶液等酸性蝕刻溶液中之方式加以進行，其蝕刻量(本說明書中，系以經過蝕刻之晶片兩面的厚度減少量之合計加以定義)約為20～40μm左右。

但是，隨著近年來IC及LSI集成電路等之半導體技術的發展，硅單晶晶片之加工技術亦有明顯之進步。然而，在另一方面，針對晶體管或是二極管所代表之個別組件之制造上，與其說要求在集成電路上所重視之晶片的結晶性、形狀或是尺寸精度方面之品質提升，不如說系更強烈地要求價格的低廉化與交期的縮短。

本發明的課題，系提供一種能以較少之步驟、低成本地制造之硅外延晶片，及其制造方法。

發明之詳細說明

為解決前述問題之本發明的硅外延晶片，其特征在于：由表面光澤度為95％以上之硅單晶所構成之化學蝕刻基片上，形成硅單晶薄膜。又，本發明之硅外延晶片之制造方法，其特征在于：在將被處理硅單晶基片進行化學蝕刻處理后所獲得之化學蝕刻基片上，使表面光澤度為95％以上之硅單晶薄膜汽相生長。此外，本發明所述之光澤度，系指于JIS：Z8741(1962)之3.1中所規定之鏡面光澤度。以前述化學機械研磨處理加以鏡面拋光之硅晶單晶基片表面之光澤度幾乎為100％。

習知之硅外延晶片之制造方法系于化學蝕刻步驟后，施加鏡面拋光而后形成硅單晶薄膜，但在本發明中，系直接在化學蝕刻基片上形成硅單晶薄膜。也就是說，本發明中可藉由省略鏡面拋光步驟，有效地降低全制程所需時間，對于硅外延晶片之制造成本的降低與制造效能之提升，進而使晶片價格的降低以及交期縮短有相當大的貢獻。

又，在本發明之硅外延晶片之制造方法中，其最大特征在于，系使化學蝕刻基片上形成薄膜后之硅外延晶片主表面的光澤度在95％以上。其理由如下。亦即，在通常使用硝酸一氫氟酸水溶液等酸性蝕刻液所進行之蝕刻量為20μm～40μm之化學蝕刻處理中，化學蝕刻基片主表面上所形成之硅單晶薄膜的光澤度低，其結果在硅單晶薄膜形成后所進行之光刻步驟之曝光處理中，存在有無法進行轉寫圖案之自動定位(自動校準)處理的問題。其理由被認為是，于自動校準所使用之基片上的圖案(以光刻步驟及擴散步驟所預先形成之圖案)會由于光澤度的低下而無法正確地讀取之故。

然而，由本發明者銳意檢討之結果來看，得知藉由將蝕刻量定為較通常為大之方式能夠大為提升化學蝕刻基片之光澤度。具體而言，當化學蝕刻基片為n型時，藉將蝕刻量設定為60μm以上，即能將化學蝕刻基片主表面的光澤度提高到95％以上。然后，在將前述光澤度飛躍地提高之化學蝕刻基片上形成硅單晶薄膜，即能夠確保所獲得之硅外延晶片主表面的光澤度在95％以上之高數值，而在其后之光刻步驟中亦能毫無問題地進行自動校準處理。

又，于化學蝕刻基片上單純地直接形成硅單晶薄膜之方式本身，如特開平3-295235號公報之第2圖或是特開平4-122023號公報之第5圖所說明，均為習知之技術。但是，在前述各項公報中，對硅單晶薄膜形成前后主表面之光澤度的值并未有任何揭示，更不要說針對光澤度對光刻步驟之影響有任何記載或說明。又，在前述任一公報技術中，均說明在硅單晶薄膜形成后為了提高主表面之平坦度，結果仍是采行鏡面拋光之方式，如不進行該鏡面拋光即無法達到足夠之平坦度。無論如何，在硅單晶薄膜形成后追加進行鏡面拋光之方式，很明顯地可以看出是無法達成本發明之目的的削減步驟數之效果。相對于此，在本發明中，由于系控制化學蝕刻基片之蝕刻量，以預先充分提高主表面之光澤度，而能將所形成之硅單晶薄膜之光澤度維持在95％以上，因此不需要前述各公報所述之鏡面拋光。

附圖之簡單說明

圖1系概要地顯示本發明之硅外延晶片之制造方法之一例的步驟說明圖。

圖2系顯示背面損傷步驟之一例，以及作為接觸阻止體之覆蓋層之使用方法的概要圖。

圖3系顯示作為接觸阻止體之覆蓋層之一例的立體圖。

圖4系顯示接觸阻止體之其它例的立體圖與剖面圖。

圖5系顯示圖4之接觸阻止體的剖面圖。