专利名称：在硅片低温外延生长之前去除自然氧化层的方法
技术领域：
本发明涉及一种在硅片低温外延生长之前去除自然氧化层的方法。
背景技术：
目前低温(小于700°C )外延方法生长硅或锗硅等单晶外延材料， 在半导体器件制作中占有者重要的地位，但工艺较复杂和难控制，尤
其是在淀积低温硅或锗硅外延之前需要将表面的自然氧化层以及金 属等杂质充分去除，以保证低温外延在单晶硅衬底上直接生长，不然 低温外延的结晶质量就会变差，生长成为非晶体或多晶体，从而影响
器件的性能。现有的去除方法一般为
第一步，使用氩气等气体行车供您等离子轰击硅片表面，以去除 表面氧化层。
第二步，增加锗烷气流对表面吹扫，由于氧化锗挥发较快，所以 去除表面氧化层较快。
第三步，使用HF-LAST (最后用氢氟酸处理)清洗，然后在高温 下持续较长时间热前处理，并加氢气吹扫。
第四步，使用低流量硅束流以形成一氧化硅，从而使得脱附加快。
但是上述工艺存在以下的问题
1、氩气离子轰击会在硅表面形成损伤或污染。2、 锗烷气流吹扫在表面会生长锗薄膜，从而影响器件性能。
3、 高温的氢气处理会增加衬底中掺杂物质的再扩散，使得器件 电性能变化。
除上述明显缺点外，整个工艺流程复杂，操作时间长，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在硅片低温外延生长之 前去除自然氧化层的方法，它可以在较短时间和较低温度下进行，进 而简化了工艺，降低了成本，另外还避免了对硅片表面的损伤。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种在硅片低温外延生长 之前去除自然氧化层的方法，它包括如下步骤第一步，向硅片的反
应腔中通入气体CIF3和H2;第二步，经通入气体和自然氧化层氧化 反应后，其中自然氧化层生成SiOF或SbOF6挥发。
在第一步所述的CIF3和H2气体参数如下流量H2为
5slm-100slm, CIF;j小于1 slm;时间30s-120s;温度小于700。C; 压力小于700Torr。
它还包括第三步，再次通入H2混合气体将残留的CIF3气体驱除。 因为本发明采用CIF3(三氟化氯)和H2表面吹扫就可以完成去除 自然氧化层，与现有技术中多步骤处理工艺比较，简化了工艺，与现 有技术中氩气离子轰击相比，避免了对硅表面的损伤，与现有技术中 的高温下持续较长时间热前处理，本发明可以在较短时间(60s-120s)
和较低温度下完成，这样就縮短了工艺时间，进而降低了成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一歩详细说明。 图1是本发明去除自然氧化层的方法流程示意图； 图2是图1对应的操作过程示意图。
具体实施例方式
如图1所示，它是本发明去除自然氧化层的方法流程示意图，结 合图2进行说明，图2是图1对应的操作过程示意图。它包括如下步 骤
步骤IOI，首先将硅片进行RCA清洗，然后将其放入到反应腔体 中；此时硅片包括衬底1和一层很薄的自然氧化层2，自然氧化层2 的厚度小于10埃，并且此时的自然氧化层2不是化学计量的氧化层 Si02，而是低值氧化物SiO。其中RCA是美国无线电公司的英文縮写， RCA清洗是指以该公司命名的清洗方法。
步骤102，向RTCVD (快速升温化学气相淀积)反应腔体中通入 CIF3和H2对硅片的自然氧化层2进行吹扫，其中CIF3和H2气体参数 如下H2的流量控制在5slm-100slm之间，CIF3的流量控制在小于 lslm之内，时间控制在30s-120s之间，温度小于700。C，压力小于 700Torr。比如H2的流量为50slm， CIF3的流量为0. 3 slm，腔体的 压力650Torr，吹扫时间为120s。
步骤103，在RTCVD反应腔体中，CIFs和自然氧化层2 (也就是 SiO)进行化学反应，生成SiOF和HCl挥发，当然也有可能生成Si20F6。
步骤104，再次向RTCVD反应腔体中的对硅片表面吹扫hb混合气 体60s，以将残留CIF3气体去除干净，其中H2流量为70slm，时间120s,
腔体此时压力650Torr，温度67CTC。
步骤105，自然氧化层被清除以后，就可以进行低温外延的生长 了，如图2所示，最后生成了低温外延层3。
由于本发明整个处理温度都可以保持在700以下，这样就减少了 高温对硅片的影响，并且可以縮短等待降温的时间，并且较现有技术 操作简单，工艺简化。
权利要求
1、一种在硅片低温外延生长之前去除自然氧化层的方法，其特征在于，它包括如下步骤第一步，向硅片的反应腔中通入气体CIF3和H2；第二步，经通入气体和自然氧化层氧化反应后，其中自然氧化层生成SiOF或Si2OF6挥发。
2、 如权利要求1所述的在硅片低温外延生长之前去除自然氧化 层的方法，其特征在于，它还包括第三步，再次通入H2混合气体将 残留的CIF3气体驱除。
3、 如权利要求1或2所述的在硅片低温外延生长之前去除自然 氧化层的方法，其特征在于，在进行第一步之前还包括将硅片进行 RCA清洗。
4、 如权利要求1所述的在硅片低温外延生长之前去除自然氧化 层的方法，其特征在于，所述低温外延生长为在70(TC以下生长的单 晶硅或单晶锗硅。
5、 如权利要求1所述的在硅片低温外延生长之前去除自然氧化 层的方法，其特征在于，在第一步所述的CIF3和H2气体参数如下 流量H2为5slm-满slm， CIF3小于lslm;时间30s-120s;温度 小于700。C;压力小于700Torr。
全文摘要
本发明公开了一种在硅片低温外延生长之前去除自然氧化层的方法，它可以在较短时间和较低温度下进行，进而简化了工艺，降低了成本，另外还避免了对硅表面的损伤。它包括如下步骤第一步，向硅片的反应腔中通入气体ClF<sub>3</sub>和H<sub>2</sub>；第二步，经通入气体和自然氧化层氧化反应后，其中自然氧化层生成SiOF或Si<sub>2</sub>OF<sub>6</sub>挥发。在第一步所述的ClF<sub>3</sub>和H<sub>2</sub>气体参数如下流量H<sub>2</sub>为5slm-100slm，ClF<sub>3</sub>小于1slm；时间30s-120s；温度小于700℃；压力小于700Torr。它还包括第三步，再次通入H<sub>2</sub>混合气体将残留的ClF<sub>3</sub>气体驱除。
文档编号C30B25/02GK101191252SQ20061011849
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月20日 优先权日2006年11月20日
发明者王剑敏 申请人:上海华虹Nec电子有限公司