[发明专利]硅外延晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明系关于一种在硅单晶基片上形成硅单晶薄膜之硅外延晶片及其制造方法。

背景技术

在硅单晶基片上汽相生长硅单晶薄膜之硅外延晶片，通常系依照下述步骤加以制造而成。首先，将以FZ(区熔法)法或是CZ(直拉法)法等制造之硅单晶棒以切断刃切片为晶片。切片后之晶片其边缘部经倒角之后，对两面施以研磨，再进行化学蚀刻处理。经过化学蚀刻处理后之晶片，在藉由化学机械研磨处理进行镜面抛光后，回到前述硅单晶薄膜之汽相生长步骤。

此处，化学蚀刻处理系藉由前步骤之切片与研磨等之机械加工，以除去硅单晶晶片所产生之表面变形层为目的之处理。一般而言，系将晶片浸渍于硝酸-氢氟酸水溶液等酸性蚀刻溶液中之方式加以进行，其蚀刻量(本说明书中，系以经过蚀刻之晶片两面的厚度减少量之合计加以定义)约为20～40μm左右。

但是，随着近年来IC及LSI集成电路等之半导体技术的发展，硅单晶晶片之加工技术亦有明显之进步。然而，在另一方面，针对晶体管或是二极管所代表之个别组件之制造上，与其说要求在集成电路上所重视之晶片的结晶性、形状或是尺寸精度方面之品质提升，不如说系更强烈地要求价格的低廉化与交期的缩短。

本发明的课题，系提供一种能以较少之步骤、低成本地制造之硅外延晶片，及其制造方法。

发明之详细说明

为解决前述问题之本发明的硅外延晶片，其特征在于：由表面光泽度为95％以上之硅单晶所构成之化学蚀刻基片上，形成硅单晶薄膜。又，本发明之硅外延晶片之制造方法，其特征在于：在将被处理硅单晶基片进行化学蚀刻处理后所获得之化学蚀刻基片上，使表面光泽度为95％以上之硅单晶薄膜汽相生长。此外，本发明所述之光泽度，系指于JIS：Z8741(1962)之3.1中所规定之镜面光泽度。以前述化学机械研磨处理加以镜面抛光之硅晶单晶基片表面之光泽度几乎为100％。

习知之硅外延晶片之制造方法系于化学蚀刻步骤后，施加镜面抛光而后形成硅单晶薄膜，但在本发明中，系直接在化学蚀刻基片上形成硅单晶薄膜。也就是说，本发明中可藉由省略镜面抛光步骤，有效地降低全制程所需时间，对于硅外延晶片之制造成本的降低与制造效能之提升，进而使晶片价格的降低以及交期缩短有相当大的贡献。

又，在本发明之硅外延晶片之制造方法中，其最大特征在于，系使化学蚀刻基片上形成薄膜后之硅外延晶片主表面的光泽度在95％以上。其理由如下。亦即，在通常使用硝酸一氢氟酸水溶液等酸性蚀刻液所进行之蚀刻量为20μm～40μm之化学蚀刻处理中，化学蚀刻基片主表面上所形成之硅单晶薄膜的光泽度低，其结果在硅单晶薄膜形成后所进行之光刻步骤之曝光处理中，存在有无法进行转写图案之自动定位(自动校准)处理的问题。其理由被认为是，于自动校准所使用之基片上的图案(以光刻步骤及扩散步骤所预先形成之图案)会由于光泽度的低下而无法正确地读取之故。

然而，由本发明者锐意检讨之结果来看，得知藉由将蚀刻量定为较通常为大之方式能够大为提升化学蚀刻基片之光泽度。具体而言，当化学蚀刻基片为n型时，藉将蚀刻量设定为60μm以上，即能将化学蚀刻基片主表面的光泽度提高到95％以上。然后，在将前述光泽度飞跃地提高之化学蚀刻基片上形成硅单晶薄膜，即能够确保所获得之硅外延晶片主表面的光泽度在95％以上之高数值，而在其后之光刻步骤中亦能毫无问题地进行自动校准处理。

又，于化学蚀刻基片上单纯地直接形成硅单晶薄膜之方式本身，如特开平3-295235号公报之第2图或是特开平4-122023号公报之第5图所说明，均为习知之技术。但是，在前述各项公报中，对硅单晶薄膜形成前后主表面之光泽度的值并未有任何揭示，更不要说针对光泽度对光刻步骤之影响有任何记载或说明。又，在前述任一公报技术中，均说明在硅单晶薄膜形成后为了提高主表面之平坦度，结果仍是采行镜面抛光之方式，如不进行该镜面抛光即无法达到足够之平坦度。无论如何，在硅单晶薄膜形成后追加进行镜面抛光之方式，很明显地可以看出是无法达成本发明之目的的削减步骤数之效果。相对于此，在本发明中，由于系控制化学蚀刻基片之蚀刻量，以预先充分提高主表面之光泽度，而能将所形成之硅单晶薄膜之光泽度维持在95％以上，因此不需要前述各公报所述之镜面抛光。

附图之简单说明

图1系概要地显示本发明之硅外延晶片之制造方法之一例的步骤说明图。

图2系显示背面损伤步骤之一例，以及作为接触阻止体之覆盖层之使用方法的概要图。

图3系显示作为接触阻止体之覆盖层之一例的立体图。

图4系显示接触阻止体之其它例的立体图与剖面图。

图5系显示图4之接触阻止体的剖面图。