[發明專利]能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法

在審

• 申請號: 201410641577.0
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104409324A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 楊微;宋洪德;趙衛;劉金虎;宋立明;孔維東
• 申請（專利權）人: 吉林華微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;B08B3/08
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，清洗徹底，降低了產品的SHORT廢品率，屬于微電子器件制造技術領域。

背景技術

場效應管制造過程的一個環節是多晶摻雜，也就是在柵氧化層上淀積多晶硅層，然后再淀積POCl₃(三氯氧磷)，經擴散實現磷摻雜。具體而言，通過高純氮氣攜帶POCl₃進入爐管中，在高溫下POCl₃發生分解反應：5POCl₃→P₂O₅+3PCl₅。與此同時通入氧氣，與分解產物PCl₅發生氧化反應:4PCl₅+5O₂→2P₂O₅+10Cl₂。產生的P₂O₅與所述多晶硅層表面接觸并與硅原子發生氧化反應：2P₂O₅+5Si→5SiO₂+4P。生成的P原子在高溫下擴散進入多晶硅層內部，實現多晶摻雜，即多晶硅磷摻雜。然而，在所述多晶摻雜過程中，由于P₂O₅與Si反應除了生成P外，還生成SiO₂，所生成的SiO₂在多晶硅層表面形成一層幾百埃厚的氧化層，將該氧化層去掉的工步是多晶硅磷摻雜后處理工步的一部分。完整的多晶硅磷摻雜后處理工步包括以下步驟：首先，將完成多晶摻雜出爐的硅片用倒筐器倒入到清洗專用的泰弗隆(聚四氟乙烯材料PTFE)清洗筐中，將清洗筐放入盛有HF:H₂O＝1:10的清洗液的清洗槽中浸泡3分鐘，在硅片表面發生腐蝕化學反應：SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O，從而將硅片表面的SiO₂氧化層漂掉，然后用超純水沖洗5分鐘，去掉硅片表面殘余的HF和副產物SiF₄；其次，將清洗筐放入超純H₂O₂中浸泡3分鐘，以清除在包括多晶摻雜、SiO₂氧化層清除在內的各前序過程中引入的各種污染雜質，然后用超純水沖洗5分鐘，之后甩干。

現有技術存在的技術問題在于，由于H₂O₂具有強氧化作用，也會在硅片表面發生氧化反應，在硅片表面又生成一層薄的SiO₂氧化層，不可避免的是所述各種污染雜質勢必有一部分會被該SiO₂氧化層所覆蓋或者包裹，而該SiO₂氧化層同時還在阻止H₂O₂對污染雜質的清除，也就是說，在所述多晶硅磷摻雜后處理工步之后，依然存在沾污，即使微量沾污也會導致器件失效，因此，芯片的廢品率因此而居高不下。這一難題長期困擾場效應管芯片的制造。

發明內容

本發明的目的在于，通過多晶硅磷摻雜后處理工步，更為徹底地清除在包括多晶摻雜、SiO₂氧化層清除在內的各前序過程中引入的各種污染雜質，大幅降低芯片廢品率，為此，我們發明了一種能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法。

本發明之能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法首先采用摩爾比為HF:H₂O＝1:10的酸性清洗液清洗經多晶硅磷摻雜之后的硅片，在將硅片表面的SiO₂氧化層漂掉的同時去掉硅片表面殘余的HF和副產物SiF₄；其特征在于，其次，采用NH₄OH:H₂O₂:H₂O的摩爾比為1:1:5、1:2:5、1:2:7這三種比例之一的堿性清洗液繼續清洗硅片，所述堿性清洗液的溫度為55～65℃，清洗時間為3～6分鐘。