CN107393845A - 一种碳化硅晶体晶圆表面析出碳的去除系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统及方法。该碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统包括：真空容器、氧气输入装置和射频发生器；所述真空容器内置有待加工碳化硅晶圆和等离子体发生电极；所述氧气输入装置，用于向所述真空容器内输入氧气；所述射频发生器，用于向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号；所述等离子体发生电极，用于电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，以通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。本发明通过等离子体去除碳化硅晶圆表面的析出碳，以避免析出碳对碳化硅器件漏电、耐压等性能的影响，有效地提高碳化硅晶圆的生产良率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统及方法。
背景技术
在碳化硅器件的生产过程中，不可避免的要经过一步或多步的高温过程，而高温将会造成碳化硅晶圆表面出现碳析出的现象，进而恶化碳化硅器件的漏电和耐压等电学参数的性能，从而降低产品的良率和可靠性，提高了碳化硅器件的生产成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统及方法，通过等离子体去除碳化硅晶圆表面的析出碳，能有效地提高碳化硅晶圆的生产良率和可靠性。
本发明提出了一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统，包括真空容器、氧气输入装置和射频发生器；
所述真空容器内置有待加工碳化硅晶圆和等离子体发生电极；
所述氧气输入装置，用于向所述真空容器内输入氧气；
所述射频发生器，用于向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号；
所述等离子体发生电极，用于电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，以通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
优选地，该系统还包括：清洗装置；
所述清洗装置，用于采用氢氟酸溶液对去除析出碳之后的碳化硅晶圆进行清洗。
优选地，所述氢氟酸溶液的浓度为0.5％-10％。
优选地，清洗处理的时间为30秒-10分钟。
优选地，所述等离子体发生电极包括至少一组极板；
每组极板包括两个正对设置的极板，所述两个正对设置的极板之间的距离为0.5-3厘米。
优选地，所述等离子体发生电极电离工作的时间在600秒之内。
优选地，在等离子体去除析出碳的过程中，所述真空容器内的腔体压力为10-800毫托。
优选地，所述预设功率为10-2000W。
优选地，所述氧气存储装置输入所述真空容器的氧气的流量为每分钟10-200毫升。
本发明还提出了一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除方法，包括：
向真空容器内通入氧气，所述真空容器内置有待加工的碳化硅晶圆和等离子体发生电极；
向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号，以电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，并通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
由上述技术方案可知，本发明提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统，通过等离子体去除碳化硅晶圆表面的析出碳，以避免析出碳对碳化硅器件漏电、耐压等性能的影响，有效地提高碳化硅晶圆的生产良率和可靠性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统的结构示意图；
图2示出了本发明另一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统的结构示意图；
图3示出了本发明一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除方法的流程示意图。
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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
图1为本发明一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统的结构示意图，参照图1，该碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统，包括真空容器110、氧气输入装置120和射频发生器130；
所述真空容器110内置有待加工碳化硅晶圆和等离子体发生电极140；
可理解的是，真空容器为密封容器。
所述氧气输入装置120，用于向所述真空容器110内输入氧气；
所述射频发生器130，用于向所述等离子体发生电极140施加预设功率的射频信号；
所述等离子体发生电极140，用于电离所述真空容器110内的氧气形成等离子体(plasma)，以通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
需要说明的是，等离子体发生电极140对氧气电离后，生成电子和等离子体；等离子体具有化学、物理活性，能点燃析出碳，以将固体碳反应为气体的二氧化碳，达到去除的目的。
综上所述，本发明提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统，通过等离子体去除碳化硅晶圆表面的析出碳，以避免析出碳对碳化硅器件漏电、耐压等性能的影响，有效地提高碳化硅晶圆的生产良率和可靠性。
图2为本发明另一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统的结构示意图，参照图2，该系统包括：真空容器210、氧气输入装置220、射频发生器230、置于所述真空容器210内的等离子体发生电极240、以及清洗装置250；
本实施例中的真空容器210、氧气输入装置220、射频发生器230以及等离子体发生电极240与上述真空容器110、氧气输入装置120、射频发生器130以及等离子体发生电极140分别对应，此处不再进行赘述。
本实施例中，清洗装置250，用于采用氢氟酸溶液对去除析出碳之后的碳化硅晶圆进行清洗。
需要说明的是，在等离子体的作用过程中，正常的碳化硅(SIC)晶圆表面同时会生产很薄的二氧化硅层，因此还需要经过氢氟酸溶液的清洗除去二氧化硅层，以获取干净的碳化硅晶圆。
本实施例中，所述氢氟酸溶液的浓度为0.5％-10％。
可理解的是，氢氟酸溶液的浓度可视加工要求而定。
本实施例中，清洗处理的时间为30秒-10分钟。
可理解的是，清洗时间视加工要求而定，例如，要求越高，需要的清洗时间就越长。
本实施例中，等离子体发生电极240包括至少一组极板；
每组极板包括两个正对设置的极板，所述两个正对设置的极板之间的距离为0.5-3厘米。
可理解的是，若等离子体发生电极240包括多组极板，则各组极板的安装位置可视情况而定，此处不再限定；
另外，每组中的两个极板之间的相对位置本发明优选为正对设置，以提高电离的效率，其他的设置位置也是可行的。
本实施例中，等离子体发生电极240的电离工作的时间在600秒之内。
需要说明的是，等离子体发生电极240也可以为等离子体发生器等其他现有的能生成等离子体的装置。
本实施例中，在等离子体去除析出碳的过程中，所述真空容器内的腔体压力为10-800毫托。
本实施例中，射频发生器230向所述等离子体发生电极240施加的射频信号的预设功率为10-2000W。
本实施例中，所述氧气存储装置输入所述真空容器的氧气的流量为每分钟10-200毫升。
需要说明的是，本发明所给出的范围值中的任何一个值都是可行的，另外，为了优化去除析出碳的效果，在可行的范围内增加或者减小都是本发明的优选方式，例如，为了增加清洗去除二氧化硅的效果，采用10分钟的清洗时间则是最优的效果，但相应地也会增加成本。
图3为本发明一实施例提出的碳化硅晶圆表面析出碳的去除方法的流程示意图，参照图3，该碳化硅晶圆表面析出碳的去除方法，包括：
310、向真空容器内通入氧气，所述真空容器内置有待加工的碳化硅晶圆和等离子体发生电极；
320、向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号，以电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，并通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
为了优化去除析出碳的方案，本发明还包括采用氢氟酸溶液对去除析出碳之后的碳化硅晶圆进行清洗的步骤。
对于方法实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除系统，其特征在于，包括真空容器、氧气输入装置和射频发生器；
所述真空容器内置有待加工碳化硅晶圆和等离子体发生电极；
所述氧气输入装置，用于向所述真空容器内输入氧气；
所述射频发生器，用于向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号；
所述等离子体发生电极，用于电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，以通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：清洗装置；
所述清洗装置，用于采用氢氟酸溶液对去除析出碳之后的碳化硅晶圆进行清洗。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度为0.5％-10％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，清洗处理的时间为30秒-10分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体发生电极包括至少一组极板；
每组极板包括两个正对设置的极板，所述两个正对设置的极板之间的距离为0.5-3厘米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体发生电极电离工作的时间在600秒之内。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在等离子体去除析出碳的过程中，所述真空容器内的腔体压力为10-800毫托。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设功率为10-2000W。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧气存储装置输入所述真空容器的氧气的流量为每分钟10-200毫升。
10.一种碳化硅晶圆表面析出碳的去除方法，其特征在于，包括：
向真空容器内通入氧气，所述真空容器内置有待加工的碳化硅晶圆和等离子体发生电极；
向所述等离子体发生电极施加预设功率的射频信号，以电离所述真空容器内的氧气形成等离子体，并通过所述等离子体去除所述碳化硅晶圆表面的析出碳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171124 |