[發明專利]半導體基片表面鈍化層的形成方法

在審

• 申請號: 201410401524.1
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN105336577A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 溫子瑛
• 申請（專利權）人: 無錫華瑛微電子技術有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 章陸一

技術領域

本發明涉及半導體材料的制作工藝，具體地說是一種半導體基片表面鈍化層的形成方法。

背景技術

在半導體基片上生長一層氧化層，即氧化工藝，是半導體制造技術的基礎之一。該工藝中形成的氧化層用途廣泛，可做表面鈍化層、摻雜阻擋層、表面絕緣層、柵氧電介質、金屬層間的介質層等。氧化層可以通過熱生長、外延生長、濕法化學等方法產生。例如，硅外延片的質量檢測便涉及到氧化層作為表面鈍化的用途。

硅外延技術是一種通過氣相外延、液相外延等方法在硅單晶襯底上沿其原晶向再生長一層硅單晶薄膜的半導體工藝，已廣泛應用于半導體器件和集成電路中。硅外延層的電阻率直接影響器件的性能，是衡量硅外延片質量的一個重要參數。目前，檢測硅外延層電阻率的最常用方法為汞探針C-V法。

汞探針C-V法是利用肖特基勢壘電容的C-V特性來測試硅外延層摻雜濃度即電阻率。為獲得肖特基勢壘，測試前要形成一個MOS結構(Hg-SiO2-Si)。所以，需要在檢測晶圓表面形成一層氧化層，與汞探針接觸形成MOS結構。由于在外延制程中，硅片是處于氫氣氛圍中，外延層形成后的表面是富氫表面。出爐后的外延片經過一定時間的放置后，其表面吸附的氫原子逐漸為環境中的氧所代替，緩慢生成一層自然氧化層，但是該自然氧化層的厚度、密度及污染程度都會因放置環境、時間及所經歷的搬運、裝卸等處理過程不一樣而不同，而這些因素都會影響電阻率值的測量結果。因此，硅外延片在檢測前需要去除自然形成的氧化層，進行鈍化處理。

現有技術中，硅外延片鈍化處理有采用濕法處理工藝和干法處理工藝。濕法處理工藝的基本步驟為：第一步、用氫氟酸去除自然氧化層；第二步、用鈍化液生成氧化層；第三步、沖洗與干燥。干法處理工藝是利用特殊光照，在有氧氣存在的條件下，通過發生氧化反應，生成氧化層。

上述濕法處理工藝在半導體行業內通用的清洗機上均可完成。該工藝存在以下幾個問題：(1)采用傳統的浸泡工藝，在用氫氟酸去除自然氧化層的過程中，用于保護外延片產品的背封(氧化硅)，也會被破壞或去除掉。(2)現有技術中常用的鈍化液是含有過氧化氫的溶液，如采用SC-1溶液清洗氧化和雙氧水水煮氧化。這兩種鈍化方法常需要20分鐘以上的鈍化時間，同時由于過氧化氫的易分解性會影響鈍化溶液的氧化能力，直接影響鈍化結果穩定性的控制。

過長的表面鈍化時間導致電阻率信息的滯后，影響外延工藝的質量控制，降低了生產效率。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種半導體基片表面鈍化層的形成方法，該方法可降低鈍化時間及鈍化成本，提高生產效率。

本發明采用的一種技術方案如下：

一種半導體基片表面鈍化層的形成方法，用于對剛出爐的半導體基片進行鈍化處理，包括以下步驟：

(1)將出爐的半導體基片裝入微處理腔；

(2)密閉微處理腔；

(3)向微處理腔內通入臭氧氣體2-10min；

(4)打開微處理腔，取出半導體基片。

本發明采用的另一種技術方案如下：

一種半導體基片表面鈍化層的形成方法，用于對有自然氧化層的半導體基片進行鈍化處理，包括以下步驟：

(1)將半導體基片裝入微處理腔；

(2)密閉微處理腔；

(3)向微處理腔內通入含HF的氣體或液體；

(4)向微處理腔內通入超純水；

(5)干燥微處理腔；

(6)向微處理腔內通入臭氧氣體2-10min；

(7)打開微處理腔，取出半導體基片。

本發明采用的再一種技術方案如下：

一種半導體基片表面鈍化層的形成方法，用于對有自然氧化層的半導體基片進行鈍化處理，包括以下步驟：

(1)將半導體基片裝入微處理腔；

(2)密閉微處理腔；

(3)向微處理腔內通入含HF的氣體或液體；

(4)向微處理腔內通入臭氧水2-10min，所述臭氧水是利用氣流混合裝置將臭氧和水混合而制得；

(5)干燥微處理腔；

(6)打開微處理腔，取出半導體基片。

本發明的技術效果在于：本發明使用氧化能力強的臭氧作為反應氣體，使用微處理腔作為反應容器，處理時間為2-10min，鈍化時間短，生產效率高。

附圖說明

圖1為測試本發明制得的半導體基片鈍化層的電阻率和膜厚的位置示意圖。

具體實施方式