200mm重掺杂衬底硅片APCVD前颗粒研究

发布时间：2020-04-30 09:04

【摘要】：200 mm重掺硅片是功率半导体用主流衬底材料。APCVD(常压化学气相沉积)沉积薄膜是200 mm重掺硅片制作的核心工序之一,颗粒作为一种常见污染物沾污于硅片表面,将会极大的影响到沉积薄膜的质量,进而会影响到硅片后续加工以及功率半导体器件的性能。因此,对200 mm重掺衬底硅片APCVD前的颗粒研究具有十分重要的意义。本文采用SC-1、SC-2和HF相结合的多槽式清洗方法对APCVD前硅片做清洁处理;采用SiH4+O2的反应气通过APCVD方法在硅片表面沉积SiO2薄膜;表面激光扫描方法用于对200 mm硅片表面颗粒数量及分布进行全片检测和成图;飞行型二次离子质谱技术(TOF-SIMS)用于检测硅片APCVD后沉积薄膜表面的白色点状物成分。实验中涉及不同类型硅片通过改变APCVD前清洗过程中DHF后纯水槽的清洗方式、DHF化学液槽的清洗时间、旋转甩干槽的甩干时间,以及完成APCVD前清洗后在洁净度等级为100级的环境中的存放时间,和不同掺杂剂实验片完成APCVD沉积SiO2薄膜后表面的白色点状物的情况,来研究APCVD前重掺硅片表面的颗粒情况,以此来制定更为合适的方案为重掺硅片APCVD沉积SiO2薄膜提供一个更为洁净的表面状态。研究表明:1.在洁净度等级为100级的洁净环境下,硅片表面颗粒,随存放时间的延长,其表面颗粒情况越差,且粒径小的颗粒增长幅度及数量均较大;不同掺杂剂的硅片进行存放,随存放时间的延长,掺B硅片表面的颗粒较其它掺杂剂硅片增长幅度及数量最大,而掺As和掺Sb硅片颗粒增长情况的相差不大。2.APCVD前对硅片清洗后进行干燥,干燥时间适当增加有利于降低硅片表面对颗粒的吸附,时间过长将不利于硅片表面的洁净,本实验认为干燥时间在200 s时较为有利于硅片表面的洁净。3.在保证基础清洗流程不变的前提之下,溢流清洗较于喷淋清洗更有利于硅片表面颗粒的去除,因此在实际生产中可以考虑将喷淋清洗槽改变为溢流清洗槽。4.APCVD前清洗过程中,适当增加DHF槽中的清洗时间,可以有效的降低硅片表面的颗粒情况,达到一定时间后颗粒数量几乎保持不变。5.进行APCVD的硅片沉积SiO2薄膜表面的白色点状物的存在与APCVD前清洗后硅片表面的颗粒有关;不同掺杂剂硅片沉积SiO2薄膜后表现为掺B硅片沉积薄膜表面有更多的白色点状物,可以推测清洗干燥后掺B硅片表面颗粒情况相对较差,其它两种掺杂剂硅片差别不大。
【图文】：

图１．１酸腐蚀微观表面（左图）和碱腐蚀微观表面（右图）的对比逡逑

图１．３颗粒动态变化不意图逡逑
【学位授予单位】：北京有色金属研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN304.05

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李利民;韩沛东;贾远红;罗春林;;硅片湿法清洗工艺缺陷控制研究[J];半导体光电;2015年06期

2 夏楠君;王文丽;;超声波硅片清洗系统的研制[J];清洗世界;2015年02期

3 陈清明;崔琦;蔡云麒;张斌;马吉;张辉;;晶格失配和退火氧压对La_(0.825)Ca_(0.175)MnO_3薄膜的电学性能的影响（英文）[J];人工晶体学报;2014年11期

4 张士伟;;LPVCD的原理与故障分析[J];电子工业专用设备;2014年05期

5 高丹;佟丽英;;LPCVD背封片表面颗粒问题研究[J];电子工艺技术;2014年03期

6 林晓杰;王维升;刘汝刚;;硅片沾污检测及清洗技术研究进展[J];微处理机;2012年03期

7 徐福兴;王亮;罗婵;丁传凡;;一种新型二次离子质谱的一次离子源及其离子光学系统[J];分析化学;2011年10期

8 王俭峰;佟丽英;李亚光;李秀强;;LPCVD制备二氧化硅薄膜工艺研究[J];电子工业专用设备;2011年06期

9 曹秀芳;姚立新;祝福生;宋文超;;硅片湿法清洗工艺技术及设备发展趋势[J];电子工业专用设备;2011年04期

10 江海兵;;硅片清洗技术进展[J];硅谷;2008年19期

相关会议论文 前3条

1 齐旭东;熊诚雷;史舸;郭体强;王文;;关于抛光硅片清洗和IPA干燥技术的研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

2 刘振淮;史舸;王文卫;王文;;TEOS LPCVD工艺在硅片封闭技术中的应用[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

3 库黎明;周旗钢;李耀东;闫志瑞;王继;;双面抛光过程中化学作用对300m硅片表面形貌的影响[A];中国有色金属学会第六届学术年会论文集[C];2005年

相关博士学位论文 前2条

1 王健;基于牺牲层技术的多晶硅纳米膜压力传感器芯片[D];沈阳工业大学;2015年

2 张西慧;螯合剂在微电子工艺中减少硅表面重金属污染的应用研究[D];河北工业大学;2007年

相关硕士学位论文 前2条

1 王亮;太阳能硅片电火花线切割制绒技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

2 王艺帆;多晶硅太阳能电池片绒面化处理增效的研究[D];南昌大学;2008年

，

本文编号：2645608