[發明專利]SIMOX晶片的制造方法及用該方法制造的SIMOX晶片

無效

• 申請號: 200580051121.8
• 申請日: 2005-07-22
• 公開（公告）號: CN101228613A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 高橋功;中井哲彌
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L27/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;李平英

技術領域

本發明涉及向硅片內部注入氧離子后、通過熱處理在距離晶片表面規定深度的區域中形成埋入氧化膜后，在該晶片表面上形成SOI(絕緣體上硅，Silicon?on?Insu1ator)層的SIMOX(注氧隔離，Separation?byImplanted?Oxygen)晶片的制造方法。

背景技術

以往已知，在SIMOX晶片的制造工序中，注入氧離子時所附著的顆粒由于此后的退火處理成為缺陷的形成核，必須預先在退火處理前除去上述顆粒。作為除去該顆粒的方法，一般可以舉出使用氨水、過氧化氫和純水的混合液(下文稱為SC-1洗滌液)的洗滌方法，使用硫酸、過氧化氫和純水的混合液的洗滌方法，使用臭氧水和濃度0.2～2重量％的氫氟酸水溶液的洗滌方法，或這些洗滌方法組合而成的洗滌方法等。但是認為，即使用上述洗滌方法洗滌晶片，晶片表面的顆粒除去率最大為8?0％左右，在殘留顆粒的狀態下對晶片進行退火工序，晶片缺陷的減少有限。要說明的是，上述顆粒除去率通過使用SurfScan6420(美國KLA-Tencor公司制的表面檢查裝置)分別對洗滌前后的粒徑為0.20μm以上的顆粒數進行測定來求得。

另一方面，公開了在向硅片注入氧離子的工序過程中，進行噴射施加了超聲波的水流的噴射洗滌，使用SC-1洗滌液的洗滌，或使用鹽酸、過氧化氫和純水的混合液的洗滌的半導體的制造方法(例如參照專利文獻1)。該半導體的制造方法由在氧離子的注入前預先在硅片上形成表面氧化膜，在氧離子的注入工序過程中使用稀氫氟酸水溶液除去表面氧化膜的工序構成。

如此構成的半導體的制造方法中，通過在氧離子的注入工序過程中洗滌晶片除去顆粒，可以在此后的注入氧離子時減少由晶片的顆粒所導致的屏蔽面積，所以可以減少埋入氧化膜的電流通過缺陷。此外，以預先在晶片上形成表面氧化膜的狀態向晶片中注入氧離子，向晶片注入氧離子的工序過程中，使用稀氫氟酸水溶液除去表面氧化膜，所以可以同時將附著在表面氧化膜的表面的顆粒和表面氧化膜除去，從而可以有效地減少晶片表面的顆粒。

但是，利用上述以往的專利文獻1所說明的半導體的制造方法時，稀氫氟酸水溶液的濃度低，表面氧化膜的蝕刻速率低。因此，雖然可以除去表面氧化膜，但是難以將所有的注入氧離子時通過硅和氧牢固地化學鍵合的顆粒除去，存在通過該方法最大僅能除去80％左右的問題。若在該狀態下制造SIMOX晶片則有仍然存在大量的對該晶片的各電特性有不良影響的貫通SOI層的較深的缺陷(23℃溫度下浸漬在濃度50重量％的氫氟酸水溶液中30分鐘后所觀察到的缺陷)的問題。

專利文獻1：日本特開平8-78647號公報(權利要求1～5、段落(0019)、段落(0024)、圖5)

發明內容

本發明的目的在于，提供可以效率良好地除去注入氧離子時所附著的顆粒，可以減少SIMOX結構中的貫通上述SOI層的深缺陷的SIMOX晶片的制造方法以及用該方法制造的SIMOX晶片。

本發明的SIMOX晶片的制造方法的一個方式為SIMOX晶片的制造方法的改進，該方法包含：向硅片注入氧離子的工序，洗滌注入了氧離子的硅片的工序，以及通過對該洗滌了的硅片進行熱處理在硅片的內部形成埋入氧化膜的工序。

具有該特征的結構為：進一步含有在向硅片注入氧離子后在洗滌硅片前，將硅片浸漬在氫氟酸水溶液中，對形成于硅片表面的SiO₂膜進行蝕刻處理的工序，該蝕刻處理時的氫氟酸水溶液對SiO₂膜的蝕刻速率為150～3000/分鐘。

根據該本發明的SIMOX晶片的制造方法的一個方式，由于將硅片浸漬在對晶片表面的SiO₂膜的蝕刻速率為150～3000/分鐘的氫氟酸水溶液中，可以高速地對硅片的表面進行蝕刻。此時，由于對二氧化硅的蝕刻速率高，含有大量硅和氧的鍵的顆粒的牢固的鍵也斷裂。結果可以從硅片表面幾乎完全地除去顆粒。

本發明的SIMOX晶片的制造方法的一個方式中，可以將向硅片注入氧離子分成多次進行，在這些氧離子注入工序的任意一次的注入工序之后立即或2次以上的各注入工序之后立即將硅片浸漬在氫氟酸水溶液中。