CN103681243B - 用于改善soi衬底表面损伤的方法 - Google Patents

用于改善soi衬底表面损伤的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103681243B
CN103681243B CN201310719996.7A CN201310719996A CN103681243B CN 103681243 B CN103681243 B CN 103681243B CN 201310719996 A CN201310719996 A CN 201310719996A CN 103681243 B CN103681243 B CN 103681243B
Authority
CN
China
Prior art keywords
minutes
soi substrate
masking layer
cleanout fluid
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310719996.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103681243A (zh
Inventor
孙建洁
唐剑平
吴建伟
吴晓鸫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUXI ZHONGWEI MICROCHIPS CO Ltd
Original Assignee
WUXI ZHONGWEI MICROCHIPS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUXI ZHONGWEI MICROCHIPS CO Ltd filed Critical WUXI ZHONGWEI MICROCHIPS CO Ltd
Priority to CN201310719996.7A priority Critical patent/CN103681243B/zh
Publication of CN103681243A publication Critical patent/CN103681243A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103681243B publication Critical patent/CN103681243B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02096—Cleaning only mechanical cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：（1）在SOI衬底上表面热氧化生成掩蔽氧化层，温度为850±10℃，时间为30±1分钟，掩蔽氧化层的厚度为15±1？nm；（2）向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为200±2？keV，注入剂量为1×1015±0.05×1015；（3）将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗；（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为950±5℃，时间为30±1分钟；（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作10～20次；（6）将SOI衬底在质量百分浓度为0.5%～10%的氢氟酸中漂洗2～10分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干。本发明能够降低注入对衬底的损伤，改善衬底沾污和损伤问题。

Description

用于改善SOI衬底表面损伤的方法
技术领域
本发明涉及一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，属于硅集成电路制造工艺技术领域。
背景技术
在SOI集成电路中，为了提高电路的抗辐照能力，SOI衬底通常会进行加固工艺。该加固工艺一般采用特殊元素、特殊的注入能量和较大的注入剂量对SOI的埋层氧化层进行注入。经过该种加固工艺后，SOI衬底表面会引入大量注入损伤以及衬底表面沾污，对后期SOI集成电路的可靠性造成较大影响。
常规的降低加固工艺后衬底损伤的方法为采用一次清洗工艺和一次炉管退火工艺。但是实际工艺过程中，采用一次清洗工艺和一次炉管退火工艺并不能很好的降低衬底表面损伤，容易造成电路的阱电阻波动大以及栅氧生长异常，对电路的可靠性造成一定的负面影响。常规加固工艺步骤明细如下：（1）加固注入；（2）加固注入后清洗：采用常规清洗液清洗；（3）加固注入后退火：氧化纯N2退火。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，能够降低注入对衬底的损伤，改善衬底沾污和损伤问题。
按照本发明提供的技术方案，所述用于改善SOI衬底表面损伤的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：在SOI衬底上表面热氧化生成掩蔽氧化层，温度为850±10℃，时间为30±1分钟，掩蔽氧化层的厚度为15±1nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为200±2keV，注入剂量为1×1015±0.05×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为100±2℃，清洗时间为10±1分钟，1#清洗液的清洗温度为70±2℃，清洗时间为10±1分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为950±5℃，时间为30±1分钟；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作10～20次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为0.5%～10%的氢氟酸中漂洗2～10分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干。
本发明所述用于改善SOI衬底表面损伤的方法采用分步多次注入的方法保证了SOI集成电路在加固工艺中的总注入剂量保持不变；采用氧化掩蔽层和分步退火工艺改善了由于注入剂量过大造成的衬底沾污和损伤问题，使得衬底的表面非晶化程度降低，通过增加掩蔽层减少注入过程中引入的杂质沾污，再通过分次退火的方法将衬底损伤恢复。
附图说明
图1为在SOI衬底上得到掩蔽氧化层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
实施例一：一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：如图1所示，在SOI衬底1上表面热氧化生成掩蔽氧化层2，温度为850℃，时间为30分钟，掩蔽氧化层的厚度为15nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为200keV，注入剂量为1×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为100℃，清洗时间为10分钟，1#清洗液的清洗温度为70℃，清洗时间为10分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为950℃，时间为30分钟；经过单次注入和单次退火后衬底表面修复良好；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作15次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为2%的氢氟酸中漂洗5分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干，从而得到很好的衬底表面。
实施例二：一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：如图1所示，在SOI衬底1上表面热氧化生成掩蔽氧化层2，温度为840℃，时间为31分钟，掩蔽氧化层的厚度为14nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为198keV，注入剂量为0.95×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为98℃，清洗时间为11分钟，1#清洗液的清洗温度为68℃，清洗时间为11分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为945℃，时间为31分钟；经过单次注入和单次退火后衬底表面修复良好；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作10次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为0.5%的氢氟酸中漂洗10分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干，从而得到很好的衬底表面。
实施例三：一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：如图1所示，在SOI衬底1上表面热氧化生成掩蔽氧化层2，温度为860℃，时间为29分钟，掩蔽氧化层的厚度为16nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为202keV，注入剂量为1.05×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为102℃，清洗时间为9分钟，1#清洗液的清洗温度为72℃，清洗时间为9分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为955℃，时间为29分钟；经过单次注入和单次退火后衬底表面修复良好；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作20次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为10%的氢氟酸中漂洗2分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干，从而得到很好的衬底表面。
本发明所述用于改善SOI衬底表面损伤的方法可以有效降低注入对衬底的损伤，修复衬底的非晶化程度，避免沾污，提高电路的可靠性；本发明通过增加掩蔽氧化层避免表面沾污，再通过分步多次退火将衬底损伤修复，提高了电路的可靠性。

Claims (3)

1.一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：在SOI衬底上表面热氧化生成掩蔽氧化层，温度为850℃，时间为30分钟，掩蔽氧化层的厚度为15nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为200keV，注入剂量为1×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为100℃，清洗时间为10分钟，1#清洗液的清洗温度为70℃，清洗时间为10分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为950℃，时间为30分钟；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作15次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为2%的氢氟酸中漂洗5分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干。
2.一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：在SOI衬底上表面热氧化生成掩蔽氧化层，温度为840℃，时间为31分钟，掩蔽氧化层的厚度为14nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为198keV，注入剂量为0.95×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为98℃，清洗时间为11分钟，1#清洗液的清洗温度为68℃，清洗时间为11分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为945℃，时间为31分钟；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作10次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为0.5%的氢氟酸中漂洗10分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干。
3.一种用于改善SOI衬底表面损伤的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）牺牲氧化：在SOI衬底上表面热氧化生成掩蔽氧化层，温度为860℃，时间为29分钟，掩蔽氧化层的厚度为16nm；
（2）加固注入：向掩蔽氧化层注入元素Ar，注入能量为202keV，注入剂量为1.05×1015；
（3）清洗：将SOI衬底分别采用常规3#和1#清洗液进行清洗，3#清洗液的清洗温度为102℃，清洗时间为9分钟，1#清洗液的清洗温度为72℃，清洗时间为9分钟；3#清洗液由H2SO4和H2O2按质量比3:1混合得到，1#清洗液由NH3H2O、H2O2和H2O按质量比为1:1:5混合得到；
（4）退火：将SOI衬底在纯氮气气氛下进行退火，退火温度为955℃，时间为29分钟；
（5）重复步骤（2）～步骤（4）的操作20次；
（6）将SOI衬底在质量百分浓度为10%的氢氟酸中漂洗2分钟，去除掩蔽氧化层；再在清水中漂洗干净后甩干。
CN201310719996.7A 2013-12-23 2013-12-23 用于改善soi衬底表面损伤的方法 Active CN103681243B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310719996.7A CN103681243B (zh) 2013-12-23 2013-12-23 用于改善soi衬底表面损伤的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310719996.7A CN103681243B (zh) 2013-12-23 2013-12-23 用于改善soi衬底表面损伤的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103681243A CN103681243A (zh) 2014-03-26
CN103681243B true CN103681243B (zh) 2016-06-15

Family

ID=50318454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310719996.7A Active CN103681243B (zh) 2013-12-23 2013-12-23 用于改善soi衬底表面损伤的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103681243B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171982B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for heat-treating an SOI substrate and method of preparing an SOI substrate by using the same
US6613678B1 (en) * 1998-05-15 2003-09-02 Canon Kabushiki Kaisha Process for manufacturing a semiconductor substrate as well as a semiconductor thin film, and multilayer structure
CN101593678A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 掺杂区形成方法
CN103022093A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 有研半导体材料股份有限公司 一种绝缘体上纳米级硅锗材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171982B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for heat-treating an SOI substrate and method of preparing an SOI substrate by using the same
US6613678B1 (en) * 1998-05-15 2003-09-02 Canon Kabushiki Kaisha Process for manufacturing a semiconductor substrate as well as a semiconductor thin film, and multilayer structure
CN101593678A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 掺杂区形成方法
CN103022093A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 有研半导体材料股份有限公司 一种绝缘体上纳米级硅锗材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103681243A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103107066B (zh) 一种光刻胶去除方法及半导体生产方法
CN105609408B (zh) 半导体器件的形成方法
CN101118845A (zh) 用于制造键合晶片的方法
CN102856177B (zh) 半导体器件和用于制造半导体器件的方法
CN103021849A (zh) 一种采用应力记忆技术的nmos器件制作方法
CN102064182A (zh) 降低传感器暗电流的ccd制作方法
CN105575790A (zh) 镍金属硅化物的制备方法
CN103681243B (zh) 用于改善soi衬底表面损伤的方法
CN106684146A (zh) 一种栅自对准型碳化硅mosfet及其制备方法
CN103871850B (zh) PMOS制造工艺中减少e‑SiGe晶格缺陷的方法
CN103928311A (zh) Hemt器件的欧姆接触电极制作方法
CN103199013B (zh) 提高pmos栅氧负偏压温度不稳定性的方法
CN102427027A (zh) 一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法
CN105161525A (zh) 一种栅介质层的制备方法
CN103578959B (zh) 一种fs-igbt器件阳极的制造方法
CN100468701C (zh) 互补金属氧化物半导体器件的制造方法
CN103295913B (zh) 改善半导体器件负偏压温度不稳定性的方法
CN106531810A (zh) 一种分立的功率mos场效应管及其制造方法
CN101350305A (zh) 一种可改善负温度不稳定性的pmos管制作方法
CN102446700A (zh) 一种改善硅衬底的方法及得到的硅衬底
CN102024701B (zh) P沟道金属氧化物半导体晶体管源漏注入方法
CN110993486A (zh) 提高栅氧化层质量的制备工艺
CN103579000B (zh) 一种半导体器件的制造方法
CN103779280A (zh) 高介电层金属栅器件的制造方法
CN104201109B (zh) 一种用于制备等离子氮化栅极介质层的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant