一种晶圆及其制备方法技术

本申请公开了一种晶圆及其制备方法，包括：衬底硅层、第一氧化层、第二氧化层和第三氧化层；衬底硅层、第三氧化层、第二氧化层、第一氧化层沿晶圆的厚度方向X依次排列；其中，第一氧化层具有第一平均厚度L1，第二氧化层具有第二平均厚度L2，第三氧化层具有第三平均厚度L3，满足：0.06μm≤L1≤0.2μm，0.25um≤L1+L2≤0.45um，且0.5μm≤L1+L2+L3≤0.7μm。本申请的制备方法通过干湿氧化结合，以及匀速逐级升温的工艺，对衬底硅层进行分阶段氧化，获得更致密的氧化膜，避免在后续工序中受到腐蚀损伤。伤。伤。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆及其制备方法


[0001]本申请属于半导体制造
，具体涉及一种晶圆及其制备方法。

技术介绍

[0002]绝缘体上硅(SOI)技术以其独特的结构有效地克服了体硅集成电路的很多不足，充分发挥了体硅集成电路技术的优势，具有寄生电容小、短沟道效应小、继承密度高、速度快、功耗低等优点。在SOI的制备工艺中，通过在硅和二氧化硅或二氧化硅和二氧化硅之间使用键合技术，两个硅片能够紧密键合在一起，并且在中间形成二氧化硅层充当绝缘层。
[0003]然而，目前在SOI制备工艺中仍存在着一些技术瓶颈。其中一个主要问题是硅片的氧化效果不佳，氧化层致密度低。这些问题主要源于硅片表面的缺陷和杂质，从而导致它们难以形成致密和均匀的氧化层。氧化层质量不能得到充分的保证，会对后续的制备工艺和最终形成的SOI的质量与稳定性造成较大的影响。

技术实现思路

[0004]申请目的：本申请提供一种晶圆键合前的清洗方法及清洗装置，旨在解决现有的晶圆清洗方法对晶圆边缘清洗效果不理想，残留颗粒较多影响后续键合质量的问题。
[0005]技术方案：
[0006]一方面，本申请提供一种晶圆，包括：衬底硅层、第一氧化层、第二氧化层和第三氧化层；所述衬底硅层、第三氧化层、第二氧化层、第一氧化层沿所述晶圆的厚度方向X依次排列；
[0007]其中，所述第一氧化层具有第一平均厚度L1，所述第二氧化层具有第二平均厚度L2，所述第三氧化层具有第三平均厚度L3，满足：
[0008]0.06μm≤L1≤0.2μm，0.25um≤L1+L2≤0.45um，且0.5μm≤L1+L2+L3≤0.7μm。
[0009]在一些实施例中，所述衬底硅层具有第三平均厚度L4，满足：
[0010]L4＝L
‑
(L1+L2+L3)
×
0.9；
[0011]其中，L为氧化前的晶圆厚度，满足：600μm≤L≤750μm。
[0012]另一方面，本申请提供一种晶圆的制备方法，包括如下步骤：
[0013]提供衬底硅层，进行第一次升温；
[0014]通入氧气，对所述衬底硅层进行第一次干氧氧化，在所述衬底硅层表面形成第一氧化层；
[0015]进行第二次升温；
[0016]通入氧气，对所述衬底硅层进行第二次干氧氧化，在所述衬底硅层表面形成第二氧化层；
[0017]通入H2和O2，对所述衬底硅层进行湿氧氧化，在所述衬底硅层表面形成第三氧化层；
[0018]降温，得到所述晶圆。
[0019]在一些实施例中，所述第一次加热的起始温度为：650～750℃；所述降温的终点温度为：650～750℃。
[0020]在一些实施例中，所述第一次干氧氧化的温度T1为：900～1000℃；所述第二次干氧氧化和湿氧氧化的温度T2为：1000～1100℃。
[0021]在一些实施例中，T1和T2满足：80℃≤T2‑
T1≤150℃。
[0022]在一些实施例中，所述第一次升温的时间为：50～100min；
[0023]所述第一次干氧氧化的时间为：420～500min；
[0024]所述第二次升温的时间为：80～150min；
[0025]所述第二次干氧氧化时间为：400～500min；
[0026]所述湿氧氧化的时间为：20～40min。
[0027]在一些实施例中，所述第一次升温速率的v1，第二次升温速率的v2，满足：
[0028]2≤v1/v2≤4。
[0029]在一些实施例中，所述降温的速率v3满足：0.5℃/min≤v3≤2℃/min。
[0030]在一些实施例中，在所述第一次升温步骤、所述第二次升温步骤和所述降温步骤中，同时通入O2与N2。
[0031]在一些实施例中，同时通入的O2与N2步骤中，N2的流量为10slm，且O2的流量为0.1～0.5slm。
[0032]在一些实施例中，所述湿氧氧化步骤通入的H2和O2中，H2的流量为5～8slm，O2的流量为4～5slm。
[0033]在一些实施例中，所述H2的流量和O2的流量比为：1～2:1。
[0034]本申请提供的晶圆的制备方法，包括以下步骤：提供衬底硅层，进行第一次升温；通入氧气，对所述衬底硅层进行第一次干氧氧化，在所述衬底硅层表面形成第一氧化层；进行第二次升温，通入氧气，进行第二次干氧氧化；通入H2和O2，对衬底硅层进行湿氧氧化，在所述衬底硅层表面形成第二氧化层；降温，得到所述晶圆。本申请的制备方法通过干湿氧结合，对衬底硅层进行分阶段氧化，能够获得更致密的氧化膜；先通过干氧氧化法生长在外层的氧化层，再通过湿氧氧化法生长在里层的氧化层，通过匀速逐级升温的工艺，调节多次生长氧化层的比例，从而实现干氧氧化层生长的致密氧化层居多，避免在后续工序中受到腐蚀损伤。
附图说明
[0035]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0036]图1为本申请实施例1提供的一种晶圆的结构示意图；
[0037]图2为本申请实施例1提供的一种晶圆的制备流程示意图；
[0038]图3为本申请实施例1制备的晶圆的膜厚测量点位示意图；
[0039]图4为本申请实施例1备的晶圆的第一氧化层的膜厚测量结果图；
[0040]图5为本申请实施例1制备的晶圆的总氧化层的膜厚测量结果图；
[0041]图6为本申请对比例1制备的晶圆的总氧化层的膜厚测量结果图；
[0042]图7为本申请实施例1制备的晶圆的刻蚀速率曲线图；
[0043]图8为本申请对比例1制备的晶圆的刻蚀速率曲线图；
[0044]附图标记，101
‑
衬底硅层，102
‑
第一氧化层，103
‑
第二氧化层，104
‑
第三氧化层。
具体实施方式
[0045]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0046]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆，其特征在于，包括：衬底硅层(101)、第一氧化层(102)、第二氧化层(103)和第三氧化层(104)；所述衬底硅层(101)、第三氧化层(104)、第二氧化层(103)、第一氧化层(102)沿所述晶圆的厚度方向(X)依次排列；其中，所述第一氧化层(102)具有第一平均厚度L1，所述第二氧化层(103)具有第二平均厚度L2，所述第三氧化层(104)具有第三平均厚度L3，满足：0.06μm≤L1≤0.2μm，0.25um≤L1+L2≤0.45um，且0.5μm≤L1+L2+L3≤0.7μm。2.根据权利要求1所述的一种晶圆，其特征在于，所述衬底硅层(101)具有第三平均厚度L4，满足：L4＝L
‑
(L1+L2+L3)
×
0.9；其中，L为氧化前晶圆厚度，L满足：600μm≤L≤750μm。3.一种晶圆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供衬底硅层(101)，进行第一次升温；通入氧气，对所述衬底硅层(101)进行第一次干氧氧化，在所述衬底硅层(101)表面形成第一氧化层(102)；进行第二次升温；通入氧气，对所述衬底硅层(101)进行第二次干氧氧化，在所述衬底硅层(101)表面形成第二氧化层(103)；通入H2和O2，对所述衬底硅层(101)进行湿氧氧化，在所述衬底硅层(101)表面形成第三氧化层(104)；降温，得到所述晶圆。4.根据权利要求3所述的一种晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一次升温的起始温度为：650～750℃；和/或，所述降温的终点温度为：650～750℃。5.根据权利要求3所述的一种晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一次干氧氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷海云，马乾志，张雨杭，姚祖英，魏启旺，张奇，罗朝阳，李志才，马坤，孙晨光，王彦君，
申请(专利权)人：中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：