一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法，包括以下步骤：（1）当晶圆片完成外延结构生长之后，先用盐酸腐蚀表面的INP材料，再放入氟化铵溶液中，将裸露出来的InGaAs腐蚀3min，随后冲水干净后用氮气枪吹干，并烘干，保证晶圆片完全干燥；（2）通过在沉积SiO2的预清洗阶段增加笑气清洗，并适当增加清洗的流量和射频功率。本发明专利技术的方法解决了PECVD在InGaAs表面沉积SIO2脱落的问题，对InGaAs衬底表面进行预处理，优化生长SIO2的recipe，使得SIO2膜与晶圆上的InGaAs粘附更好，减少其它SIO2膜异常的出现。膜异常的出现。膜异常的出现。

【技术实现步骤摘要】
一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法


[0001]本专利技术属于半导体芯片制造
，具体涉及一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法。

技术介绍

[0002]目前在InGaAs表面沉积SiO2主要是采用纯盐酸腐蚀液将晶圆表面的INP材料腐蚀数秒，露出InGaAs材料，冲水干净后用氮气枪吹干，即准备送入PECVD腔室进行SIO2薄膜沉积。这一层作为脊型腐蚀前的掩膜保护层，但现有技术存在以下问题：当脊型腐蚀工艺完成后，作为表面掩膜层的SIO2会出现大量脱落，主要分布在脊槽两侧边缘；以上SIO2脱落现象会导致腐蚀液会进入脊上的表面材料，造成不同程度的腐蚀，影响芯片制造的性能甚至是可靠性。

技术实现思路

[0003]出现SiO2脱落现象的原因大概在于InGaAs/SiO2的界面粘附性差导致；同时，PECVD中SiO2的Recipe的设置不合理；最后与InGaAs的表面特性也有关。为了解决上述技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法，沉积SiO2之前对晶圆片表面材料分别进行盐酸、氟化铵腐蚀处理，去除裸露的InGaAs（Ga2O3和As2O3的存在会降低InGaAs与SiO2的粘附性），并在氮气枪吹干之后，放入115℃的烘盘中烘烤2min，确保晶圆片完全干燥，然后通过优化PECVD生长SiO2程序，有效杜绝后续出现的SiO2脱落现象。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法包括以下步骤：步骤一、晶圆片预处理：当晶圆片完成外延结构生长之后，先用盐酸腐蚀表面的INP材料，再放入氟化铵溶液中，将裸露出来的InGaAs腐蚀3min，随后冲水干净后用氮气枪吹干，并烘干，保证晶圆片完全干燥；步骤二、沉积SIO2：（1）按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第一阶段：N2流量充入500
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1000sccm，腔压1000
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1500mTorr，射频功率50
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第二阶段：N2O流量充入500
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1000sccm，腔压1000
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1500mTorr，射频功率50
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（3）预清洗第三阶段：N2流量充入500
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1000sccm，NH3流量充入10
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30sccm，腔压1000
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1500mTorr，射频功率50
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；
（4）SIO2薄膜沉积准备阶段：N2流量充入700sccm，SiH4流量充入100sccm，N2O流量充入700
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800sccm，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（5）SIO2薄膜沉积：N2流量充入700
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1000sccm，SiH4流量充入90
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110sccm，N2O流量充入700
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800sccm，腔压1300
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1500mTorr，射频功率50
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70w，持续时间根据膜厚来决定。
[0005]进一步地，步骤一中烘干具体是将晶圆片放入115℃的烘盘中烘烤2min。
[0006]进一步地，步骤二中沉积SIO2具体为：（1）按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第一阶段：N2流量充入700sccm，腔压1400mTorr，射频功率100w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第二阶段：N2O流量充入700sccm，腔压1400mTorr，射频功率100w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（3）预清洗第三阶段：N2流量充入700sccm，NH3流量充入10sccm，腔压1400mTorr，射频功率100w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（4）SIO2薄膜沉积准备阶段：N2流量充入700sccm，SiH4流量充入100sccm，N2O流量充入710sccm，腔压1200mTorr，持续时间60s；（5）SIO2薄膜沉积：N2流量充入700sccm，SiH4流量充入100sccm，N2O流量充入710sccm，腔压1200mTorr，射频功率50w，持续时间根据膜厚来决定，沉积速率约为780A/min。
[0007]本专利技术的有益效果：（1）InGaAs的表面特性是外延时生长INP前Purge引入表面脏污影响SiO2与InGaAs的粘附性；Ga2O3和As2O3的存在会降低InGaAs与SIO2的粘附性，通过氟化铵腐蚀可以将InGaAs表面清洁干净。
[0008]（2）沉积SiO2程序的参数设定，适当增大预清洗步骤中N2流量和腔压有助于将腔体内清洁更干净；每步预清洗后还通入氮气来吹扫前面反应后的一些颗粒和去除前面有反应步骤产生的副产物，恢复腔体内环境气氛。
[0009]（3）预清洗分为三步，分别为氮气、一氧化二氮、氨气+氮气，相比于现有技术增加了笑气清洗，并且适当增加清洗的流量和射频功率，其中通入N2O等离子体处理以减小射频处理的功率，避免过处理造成表面InGaAs材料的损伤，起到保护基地材料的作用。
附图说明
[0010]图1为实施例1的脊波导工艺后晶圆表面SiO2脱落情况图（显微镜放大20倍）；图2为对比例1的脊波导工艺后晶圆表面SiO2脱落情况图（显微镜放大20倍）。
具体实施方式
[0011]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明。本专利技术的方法如无特殊说明，均为本领域常规方法。
[0012]实施例1一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法包括以下步骤：
步骤一、晶圆片预处理：当晶圆片完成外延结构生长之后，先用盐酸腐蚀表面的INP材料，再放入氟化铵溶液中，将裸露出来的InGaAs腐蚀3min，随后冲水干净后用氮气枪吹干，并放入115℃的烘盘中烘烤2min，保证晶圆片完全干燥；步骤二、沉积SIO2（1500A）：（1）按流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善InGaAs表面沉积SiO2脱落的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、晶圆片预处理：当晶圆片完成外延结构生长之后，先用盐酸腐蚀表面的INP材料，再放入氟化铵溶液中，将裸露出来的InGaAs腐蚀3min，随后冲水干净后用氮气枪吹干，并烘干，保证晶圆片完全干燥；步骤二、沉积SIO2：（1）按流量为700sccm，向腔室通入N2，腔压1400mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第一阶段：N2流量充入500
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1000sccm，腔压1000
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1500mTorr，射频功率50
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（2）预清洗第二阶段：N2O流量充入500
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1000sccm，腔压1000
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1500mTorr，射频功率50
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（3）预清洗第三阶段：N2流量充入500
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1000sccm，NH3流量充入10
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30sccm，腔压1000
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120w，持续时间30s；清洗完，再按流量为700
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1000sccm，向腔室通入N2，腔压1300
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1500mTorr，持续时间60s；（4）SIO2薄膜沉积准备阶段：N2流量充入700sccm，SiH4流量充入100sccm，N2O流量充入700
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄惠莺，薛正群，
申请(专利权)人：福建中科光芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：