CN104779155A - 一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片,包括:利用氢氟酸清洗硅片;利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面;氧化所述清洁的硅片表面,生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。本发明提出的一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片中,并不是直接将清洁的硅表面裸露出来,而是在上面再均匀地覆盖一层很薄的二氧化硅氧化层,这样能够有效隔绝后续生长铝的过程中产生的硅铝互溶现象,解决了现有技术中硅铝界面外观异常的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制备领域,尤其涉及一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片。
背景技术
半导体制造工艺中,在半导体硅(Si)片表面生长金属,以形成金属—半导体界面的方法,在半导体芯片制造技术中具有广泛的应用。
现有技术中,一般通过氢氟(HF)酸对硅片进行清洗处理,以去除硅片表面的二氧化硅(SiO2)氧化层和其他杂质,从而得到清洁的硅表面,然后再进行金属材料的进一步生长。
但是,对于在Si基片上覆盖大面积的纯金属铝(Al)或一定掺杂的铝(Al/Si/Cu,Al/Si)的情况,如果采用现有技术中的HF酸直接清洗的方法,裸露出清洁的硅表面,则会产生严重的硅、铝互溶。互溶处的厚度异常会导致外观异常,致使生长后的产品外观会出现花纹以及色差,如图1所示。由此会严重影响产品的外观检验以及封装。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片,以解决现有技术中对硅片的清洗方式容易导致生长铝之后硅铝界面外观异常的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本发明提供一种硅铝生长界面的处理方法,包括:
利用氢氟酸清洗硅片;
利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面;
氧化所述清洁的硅片表面,生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
进一步地,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
进一步地,所述利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为1:2:10的NH4OH+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
进一步地,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
进一步地,所述利用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为1:2:10的HCL+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
进一步地,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面。
进一步地,所述利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为3:1~4:1的H2SO4+H2O2溶液,在温度120℃~150℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
进一步地,所述生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层包括:生成一层1nm厚度均匀的二氧化硅氧化层
另一方面,本发明还提供一种用于生长铝的硅片,包括:清洁的硅片衬底,和0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层;所述二氧化硅氧化层覆盖在所述清洁的硅片衬底上。
进一步地,所述0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层为:
1nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
(三)有益效果
可见,在本发明提出的一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片中,并不是直接将清洁的硅表面裸露出来,而是在上面再均匀地覆盖一层很薄的二氧化硅氧化层,这样能够有效隔绝后续生长铝的过程中产生的硅铝互溶现象,解决了现有技术中硅铝界面外观异常的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是利用现有技术处理后在硅片表面生长铝的外观示意图;
图2是本发明实施例硅铝生长界面的处理方法的基本流程示意图;
图3是本发明一个优选实施例硅铝生长界面的处理方法的流程示意图;
图4是本发明一个优选实施例硅铝生长界面的处理方法的流程示意图;
图5是本发明一个优选实施例硅铝生长界面的处理方法的流程示意图;
图6是本发明实施例用于生长铝的硅片结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例首先提出一种硅铝生长界面的处理方法,参见图2,包括:
步骤201:利用氢氟酸清洗硅片。
步骤202:利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面。
步骤203:氧化所述清洁的硅片表面,生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
可见,在本发明实施例提出的一种硅铝生长界面的处理方法中,并不是直接将清洁的硅表面裸露出来,而是在上面再均匀地覆盖一层很薄的二氧化硅氧化层,这样能够有效隔绝后续生长铝的过程中产生的硅铝互溶现象,解决了现有技术中硅铝界面外观异常的技术问题。
在本发明实施例的实际应用中,在硅片表面产生均匀厚度二氧化硅膜可以采用几种方式,优选地,可以利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
为了在硅片表面生成一层很薄且厚度均匀的二氧化硅膜,在本发明的一个实施例中,优选地,可以利用比例为1:2:10的NH4OH+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
在本发明的另一个实施例中,优选地,还可以采用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面的方法在硅片表面氧化生成二氧化硅膜。
在本发明的另一个实施例中,优选地,可以利用比例为1:2:10的HCL+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
在本发明的一个实施例中,优选地,还可以利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面。
在本发明的另一个实施例中,优选地,可以利用比例为3:1~4:1的H2SO4+H2O2溶液,在温度120℃~150℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟,以产生一层很薄的、厚度均匀的二氧化硅膜。
在本发明的一个实施例中,为了使二氧化硅膜既能够隔离硅铝互溶作用,又不影响硅铝之间的接触和导电效果,优选地,可以在清洁的硅片表面氧化生成一层1nm左右的二氧化硅氧化层。
下面针对上述三种在硅片表面氧化生成SiO2的方式,分别举一个具体实施例进行说明。
实施例1:
本实施例1针对利用NH4OH+H2O2+H2O溶液对硅片进行处理的情况,参见图3:
步骤301:利用氢氟酸清洗硅片。
本步骤中,利用氢氟酸对硅片表面进行清洁,以去除硅片表面的二氧化硅氧化层和其他杂质。
步骤302:利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面。
本步骤中,将氢氟酸清洗过的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到清洁的硅片表面。
步骤303:利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
本步骤中,利用比例为1:2:10的NH4OH+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟,以得到一层1nm左右厚度的二氧化硅氧化层,隔绝硅铝互溶现象。
步骤304:对氧化后的硅片进行超声清洗。
本步骤中,同样需要将氧化后的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到最终生长金属铝所需的硅片界面。
实施例2:
本实施例2针对利用HCL+H2O2+H2O溶液对硅片进行处理的情况,参见图4:
步骤401:利用氢氟酸清洗硅片。
本步骤中,利用氢氟酸对硅片表面进行清洁,以去除硅片表面的二氧化硅氧化层和其他杂质。
步骤402:利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面。
本步骤中,将氢氟酸清洗过的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到清洁的硅片表面。
步骤403:利用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
本步骤中,利用比例为1:2:10的HCL+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟,以得到一层1nm左右厚度的二氧化硅氧化层,隔绝硅铝互溶现象。
步骤404:对氧化后的硅片进行超声清洗。
本步骤中,同样需要将氧化后的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到最终生长金属铝所需的硅片界面。
实施例3:
本实施例3针对利用H2SO4+H2O2溶液对硅片进行处理的情况,参见图5:
步骤501:利用氢氟酸清洗硅片。
本步骤中,利用氢氟酸对硅片表面进行清洁,以去除硅片表面的二氧化硅氧化层和其他杂质。
步骤502:利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面。
本步骤中,将氢氟酸清洗过的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到清洁的硅片表面。
步骤503:利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面。
本步骤中,利用比例为3:1~4:1的H2SO4+H2O2溶液,在温度120℃~150℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟,以得到一层1nm左右厚度的二氧化硅氧化层,隔绝硅铝互溶现象。
步骤304:对氧化后的硅片进行超声清洗。
本步骤中,同样需要将氧化后的硅片置于去离子水中进行超声清洗,并利用高纯氮气进行甩干或吹干,以得到最终生长金属铝所需的硅片界面。
另外,需要说明的是,上述基于图3至图5的所有流程描述是本发明硅铝生长界面的处理方法的几种优选的实现过程,在本发明硅铝生长界面的处理方法的实际实现中,可以根据需要在图1所示流程的基础上进行任意变形,可以是选择图3至图5中的任意步骤来实现,各步骤的先后顺序也可以根据需要调整等。
本发明的一个实施例还提出了一种用于生长铝的硅片,如图6所示,包括:清洁的硅片衬底601和0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层602,其中,二氧化硅氧化层602覆盖在清洁的硅片衬底601上。
在本发明的一个实施例中,为了使二氧化硅膜既能够隔离硅铝互溶作用,又不影响硅铝之间的接触和导电效果,优选地,二氧化硅氧化层602可以为1nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
可见,本发明实施例具有如下有益效果:
在本发明实施例提出的一种硅铝生长界面的处理方法和一种用于生长铝的硅片中,并不是直接将清洁的硅表面裸露出来,而是在上面再均匀地覆盖一层很薄的二氧化硅氧化层,这样能够有效隔绝后续生长铝的过程中产生的硅铝互溶现象,解决了现有技术中硅铝界面外观异常的技术问题。
最后应说明的是:以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,包括:
利用氢氟酸清洗硅片;
利用去离子水超声清洗得到清洁的硅片表面;
氧化所述清洁的硅片表面,生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
2.根据权利要求1所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
3.根据权利要求2所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述利用NH4OH+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为1:2:10的NH4OH+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
4.根据权利要求1所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面。
5.根据权利要求4所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述利用HCL+H2O2+H2O溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为1:2:10的HCL+H2O2+H2O溶液,在温度45℃~90℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
6.根据权利要求1所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述氧化所述清洁的硅片表面包括:
利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面。
7.根据权利要求6所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述利用H2SO4+H2O2溶液清洗氧化硅片表面包括:
利用比例为3:1~4:1的H2SO4+H2O2溶液,在温度120℃~150℃下清洗氧化硅片表面5~10分钟。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的硅铝生长界面的处理方法,其特征在于,所述生成一层0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层包括:生成一层1nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
9.一种用于生长铝的硅片,其特征在于,包括:清洁的硅片衬底,和0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层;所述二氧化硅氧化层覆盖在所述清洁的硅片衬底上。
10.根据权利要求9所述的用于生长铝的硅片,其特征在于,所述0.5nm~2nm厚度均匀的二氧化硅氧化层为:
1nm厚度均匀的二氧化硅氧化层。
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