МЕТОД ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ Российский патент 2015 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов, в частности к обработке поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин от различных видов загрязнений для формирования активных областей.

Известен метод обработки пластин, сущность которого состоит в полном удалении загрязнений с поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин в смеси H₂O-H₂O₂-NH₄OH [1].

Недостатком этого метода является недостаточное удаление различных примесей, загрязнений с поверхности эпитаксиальных пластин.

Известен следующий метод обработки поверхности пластин, сущность которого состоит в удалении загрязнений поверхности в смеси Н₂O-Н₂O₂-NH₄OH [2].

Недостатком этого метода является недостаточное удаление различных примесей и загрязнений с поверхности пластин, а также длительность процесса.

Целью изобретения является полное удаление органических и механических загрязнений, а также примесей с поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин и сокращение длительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что пластины подвергают двухстадийной обработке в двух ваннах с различными растворами: в первой ванне содержится раствор смеси «КАРО», состоящий из серной кислоты и перекиси водорода (H₂SO₄:Н₂О₂) в соотношении 7,2:1,2 при температуре Т=105±5°C; во второй ванне содержится перекисно-аммиачный раствор (ПАР), состоящий из водного аммиака, перекиси водорода и деионизованной воды (NH₄OH:Н₂O₂:H₂O) в соотношении 1:4:22 при температуре Т=65°C, длительность обработки в каждой из ванн составляет 5 мин.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин происходит полное удаление органических, ионных, химических, газообразных и механических загрязнений, т.е. в первой ванне происходит удаление грубых жировых загрязнений, а во второй ванне снимаются оставшиеся нерастворенные загрязнения.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что обработка в кислотах позволяет удалять ионы металлов и растворять оксидные пленки на поверхности кремниевых пластинах, а перекись водорода разлагается с выделением атомарного кислорода, который окисляет как органические, так и неорганические загрязнения. Обработка во второй ванне обеспечивает удаление органических соединений за счет сольватирующего действия гидроокиси аммония и окисляющего действия перекиси водорода. В этом же процессе может также происходить комплексообразование с участием некоторых металлов I и II групп.

По окончании обработки в растворе кремниевые пластины подвергаются сушке. Сушка производится методом центрифугирования в течение 3 мин. Скорость вращения центрифуги 1000±50 об/мин. Контроль чистоты поверхности пластин осуществляется под сфокусированным лучом света на наличие пылинок. Их составило - 3 шт.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

Пример 1. Процесс проводят на установке химической обработки (Лада-1), в первой ванне содержится раствор состоящий из серной кислоты и перекиси водорода (H₂SO₄:Н₂О₂) в соотношении компонентов 10:1,0 при температуре Т=125°C; во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака, перекиси водорода и деионизованной воды (NH₄OH:Н₂O₂:Н₂О) в соотношении компонентов 1:3:20, при температуре Т=75°C.

Длительность обработки кремниевых пластин в каждой из ванн - 5 мин.

Контроль чистоты поверхности пластин осуществляется под сфокусированным лучом света на наличие пылинок. Количество пылинок составило 7 шт.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении компонентов для первой ванны: H₂SO₄:H₂O₂ 9:1,5, Т=115±5°C, τ=5 мин, для второй ванны: NH₄OH:Н₂О₂:Н₂О 1:2:20, Т=75°C, τ=5 мин.

Количество пылинок составило 5 шт.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении компонентов для первой ванны: H₂SO₄:H₂O₂ 7,2:1,2, Т=105±5°C, τ=5 мин, для второй ванны: NH₄OH:Н₂О₂:Н₂О 1:4:22, Т=65°C, τ=5 мин.

Количество пылинок составило 3 шт.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет обработать поверхность эпитаксиальных кремниевых пластин от органических, ионных, химических, газообразных и механических загрязнений, а также подготовить пластины с определенной чистотой для последующих операций.

Литература

1. Burkman D. Optimizing the Cleaning Procedure for Silicon Wafers Prior to High Temperature Operations, Semicond. Int., 4, 103 (1981).

2. Kern W., Puotinen D.A. Cleaning Solution Based on Hydrogen Peroksid for Use in Silicon Semiconducter Technology, RGA Rev., 31, 187 (1970).

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов, в частности к обработке поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин от различных видов загрязнений для формирования активных областей. Изобретение обеспечивает полное удаление органических и механических загрязнений, а также примесей с поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин и сокращение длительности процесса. В способе обработки поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин пластины подвергают двухстадийной обработке в двух ваннах с различными растворами: в первой ванне содержится раствор смеси «КАРО», состоящий из серной кислоты и перекиси водорода (H₂SO₄:Н₂О₂) в соотношении 7,2:1,2 при температуре Т=105±5°C; во второй ванне содержится перекисно-аммиачный раствор (ПАР), состоящий из водного аммиака, перекиси водорода и деионизованной воды (NH₄OH:Н₂O₂:H₂O) в соотношении 1:4:22 при температуре Т=65°C, длительность обработки в каждой из ванн составляет 5 мин. Сущность способа заключается в том, что на поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин происходит полное удаление органических, ионных, химических, газообразных и механических загрязнений, т.е. в первой ванне происходит удаление грубых жировых загрязнений, а во второй ванне снимаются оставшиеся нерастворенные загрязнения.

Метод обработки поверхности эпитаксиальных кремниевых пластин для формирования активных областей, отличающийся тем, что кремниевые пластины подвергают двухстадийной обработке в двух ваннах с различными растворами: в первой ванне содержится раствор смеси «КАРО», состоящий из серной кислоты и перекиси водорода (H₂SO₄:H₂O₂) в соотношении компонентов 7,2:1,2 при температуре Т=105±5°C; во второй ванне содержится раствор «ПАР», состоящий из водного аммиака, перекиси водорода и деионизованной воды (NH₄OH:H₂O₂:H₂O) в соотношении компонентов 1:4:22 при температуре Т=65°C, длительность обработки поверхности пластин в каждой из ванн по 5 мин, при этом количество пылинок составило 3 шт.