[發明專利]一種用于硅晶體材料缺陷顯示的腐蝕液及其使用方法

有效

• 申請號: 200710070017.4
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101082550A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 楊德仁;馬向陽;曾俞衡;闕端麟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N21/95
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種用于硅晶體材料缺陷顯示的腐蝕液及其使用方法。

背景技術

重摻硅片是外延硅片的襯底材料。重摻硅片的電阻率低，它能夠最大限度地降低器件的功率損耗。襯底硅片的微缺陷對外延層的質量乃至器件的性能有重要的影響。電阻率低至0.001Ω·cm的重摻硅片由于載流子濃度高，使得傳統的腐蝕液如：

文獻1：Dash，W.C.，Copper?Precipitation?on?Dislocations?in?Silicon.Journal?ofApplied?Physics，1956.27(10)：p.1193-1195.

文獻2：Sirtl，E.，tADLER，A.(1961).Z.Metallk，1961.52：p.529.

文獻3：d?Aragona，F.S.，Dislocation?etch?for(100)planes?in?silicon.Journal?ofthe?Electrochemical?Society，1972.119(7)：p.948-951.

文獻4：Wright?Jenkins，M.，A?new?preferential?etch?for?defects?in?silicon?crystals.Journal?of?the?Electrochemical?Society，1977.124(5)：p.757-762.

文獻5：Schimmel，D.G.，Defect?etch?for<100>silicon?evaluation.Journal?ofthe?Electrochemical?Society，1979.126(3)：p.479-483.

和文獻6：Yang，K.H.，An?Etch?for?Delineation?of?Defects?in?Silicon.Journal?of?TheElectrochemical?Society，1984.131(5)：p.1140-1145.等難以顯示出重摻硅片中的缺陷。

文獻報道改進型Sirtl、改進型Schimmel和文獻7：Majima，M.，T.Otogawa，and?Y.Kitagawara，High-sensitivity?defect?evaluation?by?a?new?preferential?etchingtechneque?for?highly?As-doped?Si?crystals.Japanese?Journal?of?Applied?Physics，Part?1(Regular?Papers，Short?Notes?&?Review?Papers)，1997.36(10)：p.6195-6199.可以用于電阻率為0.01Ω·cm的重摻硅片中缺陷的擇優腐蝕，然而這三種腐蝕液仍然無法顯示電阻率為0.001Ω·cm及以下的重摻硅片中的體微缺陷。另外，上述腐蝕液含有重金屬鉻離子，會對環境造成污染。因此，尋找一種適用于電阻率為0.001Ω·cm及以下的重摻硅片中缺陷顯示的無鉻腐蝕液具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于顯示電阻率低至0.001Ω·cm的硅晶體材料缺陷的腐蝕液及其使用方法。

本發明的用于硅晶體材料缺陷顯示的腐蝕液，其特征是以體積百分數計，含有：

質量濃度為65％～68％的HNO₃≥10％，

質量濃度為40％的HF≥5％，且滿足35％≤HNO₃+HF≤75％，其余體積由H₂O補足，組分之和為HNO₃+HF+H₂O＝100％。

制備方法：按體積比取各組分，充分攪拌均勻混合，即可。

本發明的腐蝕液在電阻率為0.0007～80Ω·cm、<110>、<100>和<111>晶向的硅片缺陷顯示的應用。使用方法如下：

(1)用RCA標準清洗液(1號液：NH₃·H₂O∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶5；或2號液：HCl)清洗硅片；

(2)將硅片置于腐蝕液中靜置不動，待硅片表面產生氣泡時，搖晃腐蝕液；

(3)腐蝕2～5分鐘后，加入去離子水，停止反應，然后用體積比為HNO₃∶HF＝10∶1的混合液腐蝕硅片5～10秒鐘，去除表面層，用水沖洗后，用光學顯微鏡拍攝硅片表面腐蝕形貌。