高少子寿命外延片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高少子寿命外延片的制备方法，所属半导体晶体技术领域，包括如下操作步骤：第一步：通过选取纯度高的多晶材料、高纯度的石英坩埚及洁净的拉晶环境拉制出低污染的单晶棒。第二步：经过截断、滚磨、线切割、磨片、抛光、洗净后得到少子寿命＞3000μs的抛光片。第三步：通过设计不同纯度外延气氛Chamber与Buffer之间的压差，制备受污染程度不同的外延片。第四步：采用高纯度HCL组机械手臂MAP出自石英机械手臂取放硅片的过程，通过增大Chamber与Buffer之间压差，且Buffer压力始终大于Chamber。通过提高外延过程中使用的HCL纯度，减少水分及其他杂质含量，有效改善外延后少子寿命的值；通过增大Buffer与Chamber之间的压差，有效改善外延后少子寿命图机械手臂印的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
高少子寿命外延片的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体晶体
，具体涉及一种高少子寿命外延片的制备方法。

技术介绍

[0002]P型轻掺外延片少子寿命，体金属，几何参数、颗粒等，是影响其在28 nm logic产品应用中的关键技术参数。少子寿命只指硅片中少数载流子的寿命，直接反应材料的质量及器件特性。
[0003]众所周知少子寿命是比较容易受外界环境影响的一个参数，本公司在开发该款产品之初就遇到少子寿命低下的问题。在前值分别为1000μs和3000μs的情况下，最终外延后少子寿命仅为500μs以下，与客户要求＞2000μs的少子寿命水平有很大的差距。
[0004]在外延后少子寿命提高的过程中，明显的机械手臂印污染被体现出来。经过各项实验研究及数据分析总结，影响少子寿命的因素主要包括单晶生长过程中受污染程度；抛光片加工过程中硅片洁净衬度；外延过程中炉腔洁净程度；外延过程中使用的气体纯度；少子寿命检测方法的准确性；硅片在炉腔传送过程中各传送部位之间的压差导致的气流影响等。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决现有技术中存在的不足，提供了一种高少子寿命外延片的制备方法，通过提高外延过程中使用的HCL纯度，减少水分及其他杂质含量，有效改善外延后少子寿命的值；通过增大Buffer（缓冲器）与Chamber（反应室）之间的压差，有效改善外延后少子寿命图机械手臂印的问题。Buffer
‑
Chamber为缓冲反应室。
[0006]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高少子寿命外延片的制备方法，包括如下操作步骤：第一步：通过选取纯度高的多晶材料、高纯度的石英坩埚及洁净的拉晶环境拉制出低污染的单晶棒。
[0007]第二步：经过截断、滚磨、线切割、磨片、抛光、洗净后得到少子寿命＞3000μs的抛光片。
[0008]第三步：通过设计不同纯度外延气氛Chamber与Buffer之间的压差，制备受污染程度不同的外延片；外延过程分为两个步骤：步骤1、外延层生长过程；步骤2、外延炉腔使用HCL进行自清洁过程。
[0009]第四步：采用高纯度HCL组机械手臂MAP出自石英机械手臂取放硅片的过程，在取放过程中机械手臂的污染被待到晶圆上，通过增大Chamber与Buffer之间压差，且Buffer压力始终大于Chamber，促使机械手臂在进入Chamber前有足够的时间及压力将手臂上的水汽沾污烘干及吹走。当压差＞2 torr的时候，机械手臂印消失，且少子寿命值可以达到＞3000μs的水平。
[0010]作为优选，先选取少子寿命前值＞3000μs的抛光片，在经过不同纯度HCL清洁过的
外延炉中进行外延生长，随后将制备好的硅外延片使用碘酒钝化半小时，然后使用μ
‑
PCD进行少子寿命测试。
[0011]作为优选，确认不同HCL条件制备出的外延片后发现纯度较低的外延片整体偏低无明显异常MAP，高纯度HCL组外延片少子寿命值虽然提高了，但是其少子寿命MAP图中有明显的机械手臂印记；低纯度HCL组之所以MAP无异常，是因为wafer在加工时完全处于反应气氛中，且加工是旋转状态，整体值足够低以至于异常MAP不被显示。
[0012]作为优选，当使用低纯度HCL时，外延后少子寿命相对抛光片降低量总是＞1000μs,且值总是＜500μs;使用纯度较高的HCL(主要包括各项金属杂质含量、水分含量等)，外延后少子寿命值＞2000μs，甚至可以＞3000μs，降低量＜500μs。
[0013]作为优选，将Buffer
‑
Chamber的压差从原来的1 torr左右调整到2torr或以上，在Buffer与Chamber中间的连接门开门的一瞬间，从buffer向Chamber的气流量变大，有利于机械手臂上的水分得到充分的烘烤加风干，从而导致在机械手臂接触硅片时，不易于在硅片上形成水汽凝结，从而导致机械手臂印。
[0014]作为优选，在气流量加大的同时，机械手臂上的脏污残留在接触晶圆之前也更容易被带走，从而减少了机械手臂对硅片的沾污。
[0015]本专利技术能够达到如下效果：本专利技术提供了一种高少子寿命外延片的制备方法，与现有技术相比较，通过提高外延过程中使用的HCL纯度，减少水分及其他杂质含量，有效改善外延后少子寿命的值；通过增大Buffer（缓冲器）与Chamber（反应室）之间的压差，有效改善外延后少子寿命图机械手臂印的问题。Buffer
‑
Chamber为缓冲反应室。
具体实施方式
[0016]下面通过实施例，对专利技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0017]实施例：一种高少子寿命外延片的制备方法,包括如下操作步骤：第一步：通过选取纯度高的多晶材料、高纯度的石英坩埚及洁净的拉晶环境拉制出低污染的单晶棒。
[0018]第二步：经过截断、滚磨、线切割、磨片、抛光、洗净后得到少子寿命＞3000μs的抛光片。
[0019]第三步：通过设计不同纯度外延气氛Chamber与Buffer之间的压差，制备受污染程度不同的外延片；通常外延过程分为两个步骤：步骤1、外延层生长过程；步骤2、外延炉腔使用HCL进行自清洁过程。
[0020]先选取少子寿命前值＞3000μs的抛光片，在经过不同纯度HCL清洁过的外延炉中进行外延生长，随后将制备好的硅外延片使用碘酒钝化半小时，然后使用μ
‑
PCD进行少子寿命测试。
[0021]确认不同HCL条件制备出的外延片后发现纯度较低的外延片整体偏低无明显异常MAP，高纯度HCL组外延片少子寿命值虽然提高了，但是其少子寿命MAP图中有明显的机械手臂印记；低纯度HCL组之所以MAP无异常，是因为wafer在加工时完全处于反应气氛中，且加工是旋转状态，整体值足够低以至于异常MAP不被显示。
[0022]当使用低纯度HCL时，外延后少子寿命相对抛光片降低量总是＞1000μs,且值总是
＜500μs;使用纯度较高的HCL(主要包括各项金属杂质含量、水分含量等)，外延后少子寿命值＞2000μs，甚至可以＞3000μs，降低量＜500μs。
[0023]第四步：采用高纯度HCL组机械手臂MAP出自石英机械手臂取放硅片的过程，在取放过程中机械手臂的污染被待到晶圆上，通过增大Chamber与Buffer之间压差，且Buffer压力始终大于Chamber，促使机械手臂在进入Chamber前有足够的时间及压力将手臂上的水汽沾污烘干及吹走。
[0024]将Buffer
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Chamber的压差从原来的1 torr左右调整到2torr或以上，在Buffer与Chamber中间的连接门开门的一瞬间，从buffer向Chamber的气流量变大，有利于机械手臂上的水分得到充分的烘烤加风干，从而导致在机械手臂接触硅片时，不易于在硅片上形成水汽凝结，从而导致机械手臂印。在气流量加大的同时，机械手臂上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高少子寿命外延片的制备方法，其特征在于包括如下操作步骤：第一步：通过选取纯度高的多晶材料、高纯度的石英坩埚及洁净的拉晶环境拉制出低污染的单晶棒；第二步：经过截断、滚磨、线切割、磨片、抛光、洗净后得到少子寿命＞3000μs的抛光片；第三步：通过设计不同纯度外延气氛Chamber与Buffer之间的压差，制备受污染程度不同的外延片；外延过程分为两个步骤：步骤1、外延层生长过程；步骤2、外延炉腔使用HCL进行自清洁过程；第四步：采用高纯度HCL组机械手臂MAP出自石英机械手臂取放硅片的过程，在取放过程中机械手臂的污染被待到晶圆上，通过增大Chamber与Buffer之间压差，且Buffer压力始终大于Chamber,促使机械手臂在进入Chamber前有足够的时间及压力将手臂上的水汽沾污烘干及吹走。2.根据权利要求1所述的高少子寿命外延片的制备方法，其特征在于：先选取少子寿命前值＞3000μs的抛光片，在经过不同纯度HCL清洁过的外延炉中进行外延生长，随后将制备好的硅外延片使用碘酒钝化半小时，然后使用μ
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PCD进行少子寿命测试。3.根据权利要求2所述的高少子寿命外延片的制备方法，其特征在于：确认不同HCL条件制备出的外延片后发现纯度较低的外延片整体偏低无明显异...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶绍凤，高洪涛，王云峰，徐新华，邝梦杰，陈珈璐，
申请(专利权)人：杭州中欣晶圆半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：