CN106935486A - 一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法 - Google Patents

一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，选取经过处理的硅作为衬底硅，配置1号液清洗衬底硅，去除衬底硅表面的金属离子及有机沾污；配置2号液清洗上述衬底硅，去除自然氧化层和前序工艺产生的氧化层；配置3号液对上述衬底硅表面进行亲水性处理，旋转甩干处理后的衬底硅，通过蒸发或者溅射的方式将金属与衬底硅结合得到肖特基势垒层，本发明创造所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，衬底硅经过清洗后表面表现为亲水性，能有效去除衬底硅表面的杂质，保证了清洗工艺的效果，提高势垒的均匀性，进而减小隧穿电流，减少漏电流，提高肖特基势垒器件的质量。

Description

一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法
技术领域
本发明创造属于半导体器件制造技术领域，尤其是涉及一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法。
背景技术
肖特基势垒二极管是一种热载流子二极管，具有优良的特性，是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件，肖特基势垒二极管制备工艺中在势垒金属蒸发或溅射前需要对硅片表面进行清洗。
常规的清洗方法采用稀释的氢氟酸对硅片表面处理，能够有效的去除硅表面的氧化层，保证势垒金属与硅接触面上的清洁，但是，实际生产过程中，此类清洗工艺极容易在硅表面残留异物，导致势垒高度不均匀，显微镜下观察肖特基势垒层具有“灰点”缺陷，从而影响整个半导体器件的导电性能。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，以保证清洗效果，提高肖特基势垒层的均匀性。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，所述肖特基势垒层通过蒸发或者溅射的方式将金属与衬底硅结合形成,在蒸发或者溅射之前对衬底硅表面进行清洗，所述清洗方法包括如下步骤：
(1)量取一定量的浓硫酸和双氧水，并将浓硫酸和双氧水按体积比混合配置成1号液，用1号液清洗衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，去除衬底硅表面的金属离子及有机沾污；
(2)量取一定量的氢氟酸和蒸馏水，混合例配置成2号液，用2号液清洗步骤(1)得到的衬底硅表面，进行槽腐蚀，并对衬底硅表面冲水，去除自然氧化层和前序工艺产生的氧化层；
(3)量取一定量的双氧水和蒸馏水，混合配置成3号液，用3号液清洗步骤(2)得到的衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，对衬底硅表面进行亲水性处理；
(4)通过旋转甩干方式对步骤(3)得到的衬底硅进行干燥处理。
进一步的，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述双氧水的质量分数为31％。
进一步的，所述步骤(1)中浓硫酸和双氧水的体积比为：5:1～50:1；所述步骤(2)中氢氟酸和蒸馏水混合后配置成的2号液中氢氟酸的质量分数为0.49％～8.17％；所述步骤(3)中双氧水和蒸馏水混合后配置成的3号液中双氧水的质量分数为0.61％～15.50％。
进一步的，所述步骤(1)中浓硫酸和双氧水的体积比为：8:1，所述步骤(2)中氢氟酸和蒸馏水混合后配置成的2号液中氢氟酸的质量分数为0.96％，所述步骤(3)中双氧水和蒸馏水混合后配置成的3号液中双氧水的质量分数为7.75％。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法具有以下优势：
本发明创造所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，衬底硅先后经过1号液，2号液和3号液清洗后，表面表现为亲水性，能有效去除衬底硅表面的杂质，特别是含F-Si健的杂质，同时也保证了旋转甩干的清洗能力，金属通过蒸发或溅射与清洗干燥后的衬底硅形成肖特基势垒层，可提高势垒的均匀性，进而减小隧穿电流，减少漏电流，提高肖特基势垒器件的质量。
附图说明
图1为肖特基势垒层的结构示意图；
图2为显微镜下观察到的肖特基势垒层图。
附图标记说明：
1-N-型基片；2-N-外延层；3-P+保护环；4-氧化钝化层；5-衬底硅；6-金属。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明创造。
实施例1
选取经过处理的硅作为衬底硅，对衬底硅表面进行清洗，包括如下步骤：
首先量取一定量的浓硫酸(质量分数为98％)和双氧水(质量分数为31％)，并将浓硫酸和双氧水按体积比5:1混合配置成1号液，用1号液清洗衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，去除衬底硅表面的金属离子及有机沾污；然后量取一定量的氢氟酸和蒸馏水，混合配置成2号液，其中氢氟酸的质量分数为8.17％，用2号液清洗上述衬底硅表面，进行槽腐蚀，并对衬底硅表面冲水，去除自然氧化层和前序工艺产生的氧化层；再量取一定量的双氧水和蒸馏水，混合配置成3号液，其中双氧水的质量分数为15.50％，用3号液清洗上述得到的衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，对衬底硅表面进行亲水性处理，使衬底硅表面呈现亲水性；对上述处理过的衬底硅进行干燥处理，将衬底硅放入甩干装置内，旋转甩干；最后，通过蒸发或者溅射的方式将金属与衬底硅结合得到均匀的肖特基势垒层，肖特基势垒层的结构如图1所示。
显微镜下观察肖特基势垒层，如图2所示，通过常规方法清洗后得到的肖特基势垒层，显微镜下观察具有异常区域的状态，具有“灰点”缺陷的概率为23％，通过本实施例方法清洗后得到的肖特基势垒层分布均匀，显微镜下观察均显示为正常区域的状态，均无“灰点”缺陷。
实施例2
将1号液中浓硫酸(质量分数为98％)和双氧水(质量分数为31％)的体积比换成8:1；将2号液中氢氟酸的质量分数换为0.96％；将3号液中双氧水的质量分数换为7.75％，其他同实施例1。
显微镜下观察肖特基势垒层，如图2所示，通过常规方法清洗后得到的肖特基势垒层，显微镜下观察具有异常区域的状态，具有“灰点”缺陷的概率为23％，通过本实施例方法清洗后得到的肖特基势垒层分布均匀，显微镜下观察均显示为正常区域的状态，均无“灰点”缺陷。
实施例3
将1号液中浓硫酸(质量分数为98％)和双氧水(质量分数为31％)的体积比换成50:1；将2号液中氢氟酸的质量分数换为0.49％；将3号液中双氧水的质量分数换为0.61％。
显微镜下观察肖特基势垒层，如图2所示，通过常规方法清洗后得到的肖特基势垒层，显微镜下观察具有异常区域的状态，具有“灰点”缺陷的概率为23％，通过本实施例方法清洗后得到的肖特基势垒层分布均匀，显微镜下观察均显示为正常区域的状态，均无“灰点”缺陷。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，所述肖特基势垒层通过蒸发或者溅射的方式将金属与衬底硅结合形成,其特征在于：在蒸发或者溅射之前对衬底硅表面进行清洗，所述清洗方法包括如下步骤：
(1)量取一定量的浓硫酸和双氧水，并将浓硫酸和双氧水按体积比混合配置成1号液，用1号液清洗衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，去除衬底硅表面的金属离子及有机沾污；
(2)量取一定量的氢氟酸和蒸馏水，混合例配置成2号液，用2号液清洗步骤(1)得到的衬底硅表面，进行槽腐蚀，并对衬底硅表面冲水，去除自然氧化层和前序工艺产生的氧化层；
(3)量取一定量的双氧水和蒸馏水，混合配置成3号液，用3号液清洗步骤(2)得到的衬底硅表面并对衬底硅表面冲水，对衬底硅表面进行亲水性处理；
(4)通过旋转甩干方式对步骤(3)得到的衬底硅进行干燥处理。
2.根据权利要求1所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，其特征在于：所述浓硫酸的质量分数为98％，所述双氧水的质量分数为31％。
3.根据权利要求1所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，其特征在于：所述步骤(1)中浓硫酸和双氧水的体积比为：5:1～50:1；所述步骤(2)中氢氟酸和蒸馏水混合后配置成的2号液中氢氟酸的质量分数为0.49％～8.17％；所述步骤(3)中双氧水和蒸馏水混合后配置成的3号液中双氧水的质量分数为0.61％～15.50％。
4.根据权利要求1或3所述的一种改善肖特基势垒层均匀性的清洗方法，其特征在于：所述步骤(1)中浓硫酸和双氧水的体积比为：8:1，所述步骤(2)中氢氟酸和蒸馏水混合后配置成的2号液中氢氟酸的质量分数为0.96％，所述步骤(3)中双氧水和蒸馏水混合后配置成的3号液中双氧水的质量分数为7.75％。
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