钝化的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体芯片制造工艺技术，尤其涉及一种钝化的处理方法。
【背景技术】
[0002]由于器件(即硅晶片)的表面在没有有效的保护措施时，极易受到周围环境的影响，杂质的玷污以及与周围化学成分发生反应，从而导致了器件的表面能态发生变化，进而使得器件电学性能发生变化，即导致了器件性能稳定性和可靠性都变差，因此，现有技术中主要采用钝化技术在器件的表面增加钝化层，以保证器件性能稳定性和可靠性。
[0003]目前，钝化技术主要采用半绝缘多晶硅薄膜钝化材料，在器件的表面(即硅表面)增加钝化层。由于半绝缘多晶硅薄膜是在多晶硅中掺入氧形成的一种材料，其具有半绝缘性质，接近电中性，因此，采用半绝缘多晶硅薄膜形成的钝化层可以有效减少表面态密度，大大降低了漏电源，保证了器件性能稳定性和可靠性。
[0004]但是，当半绝缘多晶硅薄膜中的氧含量波动过大即氧含量不均匀，和/或上述硅表面的缺陷(即硅表面有坑或凸起)和杂质密度增加时，均会造成半绝缘多晶硅薄膜的半绝缘性质变差，从而使得使用该半绝缘多晶硅薄膜形成的钝化层中的固定电荷会在器件的表面形成电子的累积层或反型层，进而影响器件的表面电场分布，即造成了器件性能稳定性和可靠性变差。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种钝化的处理方法，用于减少表面态密度，降低漏电流，并提高器件的可靠性。
[0006]本发明的第一个方面是提供一种钝化的处理方法，包括:
[0007]采用酸性溶液清洗硅晶片；
[0008]在氧化炉中，采用热氧化方法在所述硅晶片上生成氧化硅层；
[0009]在所述氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层；
[0010]其中，所述半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。
[0011]本发明的技术效果是:通过采用酸性溶液清洗硅晶片，并在氧化炉中，采用热氧化方法在该硅晶片上生成氧化硅层，然后在该氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层，其中，该半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。由于在氧化炉中采用热氧化方法在硅晶片上生成氧化硅层作为生成半绝缘多晶硅层的过渡层，因此，有效地提高了半绝缘多晶硅层氧含量的均匀性，减少了硅表面的缺陷和杂质密度，从而能够有效地减少表面态密度，降低了漏电流，进而提高了器件的可靠性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明钝化的处理方法的一个实施例的流程图；
[0013]图2为本发明钝化的处理方法的另一个实施例的流程图；
[0014]图3为本发明钝化的处理方法的又一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0015]图1为本发明钝化的处理方法的一个实施例的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括:
[0016]步骤101、采用酸性溶液清洗硅晶片。
[0017]在本实施例中，该硅晶片的类型包括N型硅衬底和P型硅衬底。另外，可选地，该娃晶片的类型还包括在娃衬底上生长一层或多层娃薄膜的外延片。
[0018]优选地，该酸性溶液包括如下一种或者几种的组合:硫酸、硝酸和氢氟(HF)酸。
[0019]步骤102、在氧化炉中，采用热氧化方法在该硅晶片上生成氧化硅层。
[0020]在本实施例中，当采用步骤101中的酸性溶液和氢氟酸溶液对硅晶片清洗之后，将清洗后的硅晶片放入到氧化炉中，并在该氧化炉中，采用热氧化方法在该硅晶片上生成氧化硅层。
[0021]步骤103、在该氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层；其中，该半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。
[0022]在本实施例中，通过采用酸性溶液清洗硅晶片，并在氧化炉中，采用热氧化方法在该硅晶片上生成氧化硅层，然后在该氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层，其中，该半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。由于在氧化炉中采用热氧化方法在硅晶片上生成氧化硅层作为生成半绝缘多晶硅层的过渡层，因此，有效地提高了半绝缘多晶硅层氧含量的均匀性，减少了硅表面的缺陷和杂质密度，从而能够有效地减少表面态密度，降低了漏电流，进而提高了器件的可靠性。
[0023]图2为本发明钝化的处理方法的另一个实施例的流程图，在上述图1所示实施例的基础上，如图2所示，步骤102的一种具体实现方式为:
[0024]步骤201、在该氧化炉中充入保护气体，以将该氧化炉中的温度升温到退火温度，并保持该退火温度对该硅晶片进行退火处理。
[0025]在本实施例中,优选地,该保护气体包括:惰性气态,氨气和氢气。其中，该惰性气体包括氩气和氮气。
[0026]更为优选地，该惰性气体和氢气的气体流量比范围为10:1至2:1 ;该氨气和该氢气的气体流量比范围为1:1至2:1。
[0027]更为优选地，该保护气体的流量范围是0.1升/分钟至20升/分钟。
[0028]步骤202、在该氧化炉中充入氧气，以将该氧化炉中的温度由该退火温度升温到氧化温度，并保持该氧化温度对该硅晶片进行热氧化处理，使得该硅晶片上生成该氧化硅层。
[0029]在本实施例中，优选地，该退火温度大于或等于700°C，且小于或等于950°C ;该氧化温度大于或等于800°C，且小于或等于1200°C。
[0030]步骤203、在该氧化炉中充入惰性气体，以将该硅晶片的温度由该氧化温度降温到室温。
[0031]在本实施例中，优选地，该热氧化方法中气压大于或等于0.5bar，且小于或等于lbar，即步骤201中的升温、步骤202中的退火以及步骤202中的氧化过程中气压范围是于0.5bar 至 Ibar。
[0032]在本实施例中，通过在生成半绝缘多晶硅层之前，增加了热氧化方法生成氧化硅层的过程，即在氧化炉中充入保护气体，以将该氧化炉中的温度升温到退火温度，并保持该退火温度对该硅晶片进行退火处理，再在该氧化炉中充入氧气，以将该氧化炉中的温度由退火温度升温到氧化温度，并保持该氧化温度对该硅晶片进行热氧化处理，使得该硅晶片上生成该氧化硅层，最后在氧化炉中充入惰性气体，以将该硅晶片的温度由该氧化温度降温到室温，从而减少了硅表面的缺陷和杂质密度，并提高了半绝缘多晶硅氧含量的均匀性。
[0033]图3为本发明钝化的处理方法的又一个实施例的流程图，在上述图1所示实施例的基础上，如图3所示，步骤103之后，该方法还可以包括:
[0034]步骤104、采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n ;简称:PECVD)或者低压力化学气相沉积法(Low Pressure Chemical VaporDeposit1n ;简称:LPCVD)的方法在该半绝缘多晶硅层上生成氧化硅层，并在该氧化硅层上生成氮化硅层。
[0035]优选地，步骤103的一种具体实现方式为:
[0036]步骤301、采用PECVD或者LPCVD的方法在该氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层；其中，该半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。
[0037]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种钝化的处理方法，其特征在于，包括: 采用酸性溶液清洗硅晶片； 在氧化炉中，采用热氧化方法在所述硅晶片上生成氧化硅层； 在所述氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层； 其中，所述半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在氧化炉中，采用热氧化方法在所述硅晶片上生成氧化硅层，包括: 在所述氧化炉中充入保护气体，以将所述氧化炉中的温度升温到退火温度，并保持所述退火温度对所述硅晶片进行退火处理； 在所述氧化炉中充入氧气，以将所述氧化炉中的温度由所述退火温度升温到氧化温度，并保持所述氧化温度对所述硅晶片进行热氧化处理，使得所述硅晶片上生成所述氧化娃层; 在所述氧化炉中充入惰性气体，以将所述硅晶片的温度由所述氧化温度降温到室温。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括: 采用低压力化学气相沉积法或者低压力化学气相沉积法的方法在所述半绝缘多晶硅层上生成氧化硅层，并在所述氧化硅层上生成氮化硅层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液包括如下一种或者几种的组合:硫酸、硝酸和氢氟酸。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护气体包括:惰性气体、氨气和氢气；所述惰性气体包括氩气和氮气。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述惰性气体和所述氢气的气体流量比范围为10:1至2:1 ;所述氨气和所述氢气的气体流量比范围为1:1至2:1。
7.根据权利要求2或5所述的方法，其特征在于，所述保护气体的流量范围是0.1升/分钟至20升/分钟。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保持所述氧化温度对所述硅晶片进行热氧化处理，包括: 保持所述氧化温度对所述硅晶片进行干氧氧化或者湿氧氧化处理。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述退火温度大于或等于700°C，且小于或等于950°C ;所述氧化温度大于或等于800°C，且小于或等于1200°C。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热氧化方法中气压大于或等于0.5bar,且小于或等于lbar。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化硅层上生成半绝缘多晶娃层，包括: 采用PECVD或者LPCVD的方法在所述氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层。
【专利摘要】本发明提供一种钝化的处理方法，该方法包括：采用酸性溶液清洗硅晶片；在氧化炉中，采用热氧化方法在该硅晶片上生成氧化硅层；在该氧化硅层上生成半绝缘多晶硅层，其中，该半绝缘多晶硅中的氧含量大于或等于2%，且小于或等于35%。本发明的钝化的处理方法有效地提高了半绝缘多晶硅层氧含量的均匀性，减少了硅表面的缺陷和杂质密度，从而能够有效地减少表面态密度，降低了漏电流，进而提高了器件的可靠性。
【IPC分类】H01L21-3065, H01L21-306
【公开号】CN104851792
【申请号】CN201410052085
【发明人】李理, 马万里, 赵圣哲
【申请人】北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年2月14日