一种硅片表面高温氢处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种硅片表面高温氢处理的方法，包括以下步骤：(1)单晶硅抛光片的表面清洗；(2)用HCl气体高温清洁反应腔体以及硅片基座，除去反应腔体内部反应残余以及副产物，降温并准备装载单晶硅抛光片；(3)将清洗后的单晶硅抛光片装载到硅片基座上，此时通入反应腔体内氢气的流量为30SLM；将反应腔体升温至1050～1150℃，提高氢气流量至100～160SLM，氢气处理2min；(4)降温至900℃，取出单晶硅抛光片进行少子寿命、SPV扩散长度或体铁测试。本发明专利技术可以快速，高温氢处理硅片表面，进行及时的测试分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅片表面高温氢处理的方法，属于硅片加工

技术介绍
近年来，随着半导体工业的发展，集成电路集成度加大，线宽减小，对衬底用硅材料的质量提出了越来越高的要求，硅片的质量参数主要包括表面颗粒或者缺陷、表面金属含量、体内金属(FE)含量、少子寿命、扩散长度等参数，在生产加工硅片过程中，要严格对这些参数性能的监控和分析。影响硅片少子寿命、扩散长度等参数的主要因素之一是硅片的金属沾污，硅片表面的金属含量对集成电路的影响至关重要，Fe、Cu等金属元素在高温的条件下极易在硅片内扩散，形成载流子有效复合在中心，可造成集成电路性能的降低和不可靠性。半导体厂家通常利用微波光电导衰减法(U-PCD)或者表面光电压法(SPV)等方法测试少子寿命或者扩散长度等参数，严格控制硅片的金属含量。表面状态的不同会影响测试结果，所以常进行硅片表面处理，以便测试的准确性。硅片表面处理方法一般有两种：一是利用湿法，用浓度为1～5％的HF溶液浸泡，然后用去离子水(DIW)清洗，干燥，进行测试；一是利用碘钝化方法，将碘酒溶液均匀涂抹在硅片表面进行处理。这两种方法在处理过程中存在着测试滞后性，处理过程费时，带来硅片颗粒沾污等。而在加工硅片过程中，需要批量、快速的处理硅片，及时获知测试结果，这对于生产良率的保障至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硅片表面高温氢处理的方法，该方法可以快速、高效的处理硅片表面，获得硅片表面氢钝化效果，促使硅片表面疏水性，进行及时的测试分析。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种硅片表面高温氢处理的方法，包括：硅片的清洗过程和H2处理过程，具体包括以下步骤：(1)单晶硅抛光片的表面清洗；该步骤中可以采用常规湿法清洗，去除抛光片表面的大部分颗粒；(2)用HCl气体高温清洁反应腔体以及硅片基座，除去反应腔体内部残留物以及颗粒，降温并准备装载单晶硅抛光片；(3)将清洗后的单晶硅抛光片装载到硅片基座上，此时通入反应腔体内氢气的流量为30SLM；将反应腔体升温至1050～1150℃，提高氢气流量至100～160SLM，氢气处理2min；(4)降温至900℃，取出单晶硅抛光片进行少子寿命、SPV扩散长度或体铁测试。在上述工艺中，流量的单位“SLM”表示标准状态下1L/min的流量。在所述步骤(2)中，用HCl气体清洁反应腔体以及硅片基座时的温度为1050～1150℃；降温至900℃准备装载单晶硅抛光片。所述步骤(3)、(4)中的升、降温速度为1～10℃/s。本专利技术的优点在于：本专利技术工艺过程简单易于操作，在硅片常规清洗后，使用高温氢气，避免了HF湿法处理或者碘处理的繁琐步骤，高温氢处理时间短，表面氢钝化效果理想，可以完全达到测试所需状态，能够及时测试，反馈测试结果。附图说明图1为本专利技术实施例1的硅片表面高温氢处理温度曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范围的限制。实施例1生产中，从清洗完的硅片中抽取待测SPV扩散长度、体Fe的P型抛光硅片10片，分为A，B两组，每组5片，将A组5片硅片采用常规HF酸溶液漂洗干燥处理。将B组装入高温热处理存片腔室，处理腔体保持900℃待机状态。如图1所示，为硅片表面高温氢处理温度曲线图，具体步骤如下：(1)利用HCL气体于1180℃清洁处理腔体，除去腔体内部残留物以及颗粒等，降温到900℃；(2)硅片单片处理，每次放入一片，氢气通入30SLM，温度升温到1080℃，氢气加大流量至100SLM，处理2min；(3)降温到900℃，氢气降低到30SLM，取出硅片，处理完成，依次循环处理完B组所有硅片。分别测试A组和B组处理后硅片的扩散长度和体Fe，并对比数据，如下表所示。由上表数据看出高温氢处理和HF酸湿法处理所得的数据基本一致，甚至略高于湿法测试结果，说明此方法可以应用到生产中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片表面高温氢处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)单晶硅抛光片的表面清洗；(2)用HCl气体高温清洁反应腔体以及硅片基座，除去反应腔体内部反应残余以及副产物，降温并准备装载单晶硅抛光片；(3)将清洗后的单晶硅抛光片装载到硅片基座上，此时通入反应腔体内氢气的流量为30SLM；将反应腔体升温至1050～1150℃，提高氢气流量至100～160SLM，氢气处理2min；(4)降温至900℃，取出单晶硅抛光片进行少子寿命、SPV扩散长度或体铁测试。

【技术特征摘要】
1.一种硅片表面高温氢处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)单晶硅抛光片的表面清洗；(2)用HCl气体高温清洁反应腔体以及硅片基座，除去反应腔体内部反应残余以及副产物，降温并准备装载单晶硅抛光片；(3)将清洗后的单晶硅抛光片装载到硅片基座上，此时通入反应腔体内氢气的流量为30SLM；将反应腔体升温至1050～1150℃，提高氢气流量至100～160SLM，氢气处理2min；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵而敬，李宗峰，库黎明，冯泉林，盛方毓，王永涛，葛钟，刘建涛，
申请(专利权)人：有研半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11