一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺的制作方法

1.本发明涉及半导体抛光片技术领域，特别是涉及一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺。


背景技术：

2.集成电路是以硅片为基板，在其上面进行器件制造，硅片体内会含有一定的氧，高温处理之后形成氧沉淀，该氧沉淀作为体内缺陷，可以吸附一些金属元素，如fe、cu、ag等，即所谓的内吸杂工艺。然而，如果氧沉淀渗透到集成电路的有源器件区域，它会降低结特性。另外，当氧沉淀浓度较高时，金属元素会被大面积吸附，在经过热处理后，氧沉淀的区域容易出现位错等缺陷，从而导致硅片的出现弯曲变形异常。
3.为了解决上述缺陷，需要对硅抛光片进行新的工艺处理。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，降低抛光片单晶氧含量，改善使用该抛光片进行芯片制造过程中器件漏源极漏电的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，包括以下步骤：步骤一：第一步高温处理，将硅抛光片放入高温炉内，将温度升高到1100～1250℃的进行热处理，热处理时间为140～160分钟，并确保高温炉内充满氮气和氧气，形成氮气和氧气的混合环境；步骤二：第二步高温处理，将高温炉内温度降低到650～720℃，并保证热处理时间为100～130分钟，停止输送氧气，确保内部为氮气环境；步骤三：第三步高温处理，将高温炉内温度升高至到720～850℃，并保证热处理时间为145～155分钟，确保内部始终为氮气环境；步骤四：保持氮气环境，并等待硅抛光片冷却，之后进行清洗。
6.作为对本技术方案的一种补充，步骤一中，高温炉的升温速度为5℃/分钟，通过控制升温速度，可以影响硅片所处不同温区时间，进而控制bmd浓度及大小。
7.作为对本技术方案的一种补充，步骤二中，高温炉的温度下降速度为2℃/分钟。
8.作为对本技术方案的一种补充，步骤三中，高温炉的升温速度为5℃/分钟。
9.作为对本技术方案的一种补充，步骤一中，氮气和氧气的比例为6:1，目的为硅片表面形成一层氧化层，利于体内氧释出。
10.作为对本技术方案的一种补充，步骤四中，冷却时间为60分钟。
11.作为对本技术方案的一种补充，步骤四中，高温炉上设置有单向阀，确保氮气排出，确保内部压强处于恒定状态。
12.有益效果：本发明涉及一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，具有以下优点：
13.(1)、通过高温过程处理抛光片，使得抛光片体内的bmd消融，靠近抛光面的单晶氧溢出，降低近表面单晶氧含量，这样能够避免芯片制造过程中抛光片的单晶氧反蚀器件，减小芯片的漏源极漏电，进一步提高器件的可靠性；
14.(2)、通过低温-高温过程处理抛光片，使得抛光片内部重新生长出bmd，增加硅片内吸杂能力以及机械强度，降低抛光片体金属溢出，减小芯片的漏源极漏电，进一步提高器件的可靠性。
附图说明
15.图1是本发明工艺流程图；
16.图2为现有抛光片热处理后断面示意图；
17.图3为现有抛光片生长器件后漏电的i-v曲线；
18.图4为本发明抛光片热处理后断面示意图；
19.图5为本发明生长器件后漏电的i-v曲线。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
21.本发明的实施方式涉及一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，如图1所示，包括以下步骤：步骤一：第一步高温处理，将硅抛光片放入高温炉内，将温度升高到1100～1250℃的进行热处理，热处理时间为140～160分钟，并确保高温炉内充满氮气和氧气，形成氮气和氧气的混合环境；步骤二：第二步高温处理，将高温炉内温度降低到650～720℃，并保证热处理时间为100～130分钟，停止输送氧气，确保内部为氮气环境；步骤三：第三步高温处理，将高温炉内温度升高至到720～850℃，并保证热处理时间为145～155分钟，确保内部始终为氮气环境；步骤四：保持氮气环境，并等待硅抛光片冷却，之后进行清洗。
22.作为对本技术方案的一种补充，步骤一中，高温炉的升温速度为5℃/分钟，通过控制升温速度，可以影响硅片所处不同温区时间，进而控制bmd浓度及大小。
23.作为对本技术方案的一种补充，步骤二中，高温炉的温度下降速度为2℃/分钟。
24.作为对本技术方案的一种补充，步骤三中，高温炉的升温速度为5℃/分钟。
25.作为对本技术方案的一种补充，步骤一中，氮气和氧气的比例为6:1，目的为硅片表面形成一层氧化层，利于体内氧释出。
26.作为对本技术方案的一种补充，步骤四中，冷却时间为60分钟。
27.作为对本技术方案的一种补充，步骤四中，高温炉上设置有单向阀，确保氮气排出，确保内部压强处于恒定状态。
28.实施例
29.选取相同工艺制备的硅抛光片40片，对40片硅片进行清洗，以去除硅片表面的沾污。然后，从40片硅片中取出20片，按照图5方式进行高温热处理。第一步温度为1200℃，时间为160分钟，保护气氛为氮气和氧气；第二步温度为700℃，时间为120分钟，保护气氛为氮气；第三步温度为800℃，时间为150分钟，保护气氛为氮气。接下来，对高温处理后的20片硅片表面进行清洗。
30.为了评估实施例和对照例中硅片的氧含量，将对照例中硅片随机取出一片进行
bmd退火，使其生长出bmd，然后将该片与实施例中的一片在裂片之后使用铬酸对断面进行蚀刻，之后通过显微镜测试bmd宽度。结果见图2和4，实施例靠近抛光面边缘有20.58um区域无bmd，对照例整个断面都存在bmd。
31.为了评估实施例和对照例中硅片生长器件后的漏源极漏电问题，将2组产品采用同样工艺生长器件，然后测试漏电的i-v曲线。结果见图3和5，相对于对照例，实施例抛光片生长器件后，漏源极漏电问题得到了很好的改善。
32.以上对本申请所提供的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，进行了详细介绍，本文中应用了具体例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。


技术特征：
1.一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：第一步高温处理，将硅抛光片放入高温炉内，将温度升高到1100～1250℃的进行热处理，热处理时间为140～160分钟，并确保高温炉内充满氮气和氧气，形成氮气和氧气的混合环境；步骤二：第二步高温处理，将高温炉内温度降低到650～720℃，并保证热处理时间为100～130分钟，停止输送氧气，确保内部为氮气环境；步骤三：第三步高温处理，将高温炉内温度升高至到720～850℃，并保证热处理时间为145～155分钟，确保内部始终为氮气环境；步骤四：保持氮气环境，并等待硅抛光片冷却，之后进行清洗。2.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤一中，高温炉的升温速度为5℃/分钟。3.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤二中，高温炉的温度下降速度为2℃/分钟。4.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤三中，高温炉的升温速度为5℃/分钟。5.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤一中，氮气和氧气的比例为6:1。6.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤四中，冷却时间为60分钟。7.根据权利要求1所述的一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，其特征在于：步骤四中，高温炉上设置有单向阀，确保氮气排出，确保内部压强处于恒定状态。

技术总结
本发明涉及一种硅抛光片的漏源极漏电改善工艺，包括以下步骤：步骤一：第一步高温处理，将硅抛光片放入高温炉内，将温度升高到1100～1250℃的进行热处理，热处理时间为140～160分钟，并确保高温炉内充满氮气和氧气，形成氮气和氧气的混合环境；步骤二：第二步高温处理，将高温炉内温度降低到650～720℃，并保证热处理时间为100～130分钟，停止输送氧气，确保内部为氮气环境；步骤三：第三步高温处理，将高温炉内温度升高至到720～850℃，并保证热处理时间为145～155分钟，确保内部始终为氮气环境；步骤四：保持氮气环境，并等待硅抛光片冷却，之后进行清洗。本发明降低抛光片单晶氧含量，改善使用该抛光片进行芯片制造过程中器件漏源极漏电的问题。漏源极漏电的问题。漏源极漏电的问题。


技术研发人员：张帅 梁兴勃 卢飞红 许峰 卢锋 刘建刚
受保护的技术使用者：金瑞泓微电子（嘉兴）有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/9