[发明专利]SIMOX晶片的制造方法及用该方法制造的SIMOX晶片

说明书

技术领域

本发明涉及向硅片内部注入氧离子后、通过热处理在距离晶片表面规定深度的区域中形成埋入氧化膜后，在该晶片表面上形成SOI(绝缘体上硅，Silicon on Insu1ator)层的SIMOX(注氧隔离，Separation byImplanted Oxygen)晶片的制造方法。

背景技术

以往已知，在SIMOX晶片的制造工序中，注入氧离子时所附着的颗粒由于此后的退火处理成为缺陷的形成核，必须预先在退火处理前除去上述颗粒。作为除去该颗粒的方法，一般可以举出使用氨水、过氧化氢和纯水的混合液(下文称为SC-1洗涤液)的洗涤方法，使用硫酸、过氧化氢和纯水的混合液的洗涤方法，使用臭氧水和浓度0.2～2重量％的氢氟酸水溶液的洗涤方法，或这些洗涤方法组合而成的洗涤方法等。但是认为，即使用上述洗涤方法洗涤晶片，晶片表面的颗粒除去率最大为8 0％左右，在残留颗粒的状态下对晶片进行退火工序，晶片缺陷的减少有限。要说明的是，上述颗粒除去率通过使用SurfScan6420(美国KLA-Tencor公司制的表面检查装置)分别对洗涤前后的粒径为0.20μm以上的颗粒数进行测定来求得。

另一方面，公开了在向硅片注入氧离子的工序过程中，进行喷射施加了超声波的水流的喷射洗涤，使用SC-1洗涤液的洗涤，或使用盐酸、过氧化氢和纯水的混合液的洗涤的半导体的制造方法(例如参照专利文献1)。该半导体的制造方法由在氧离子的注入前预先在硅片上形成表面氧化膜，在氧离子的注入工序过程中使用稀氢氟酸水溶液除去表面氧化膜的工序构成。

如此构成的半导体的制造方法中，通过在氧离子的注入工序过程中洗涤晶片除去颗粒，可以在此后的注入氧离子时减少由晶片的颗粒所导致的屏蔽面积，所以可以减少埋入氧化膜的电流通过缺陷。此外，以预先在晶片上形成表面氧化膜的状态向晶片中注入氧离子，向晶片注入氧离子的工序过程中，使用稀氢氟酸水溶液除去表面氧化膜，所以可以同时将附着在表面氧化膜的表面的颗粒和表面氧化膜除去，从而可以有效地减少晶片表面的颗粒。

但是，利用上述以往的专利文献1所说明的半导体的制造方法时，稀氢氟酸水溶液的浓度低，表面氧化膜的蚀刻速率低。因此，虽然可以除去表面氧化膜，但是难以将所有的注入氧离子时通过硅和氧牢固地化学键合的颗粒除去，存在通过该方法最大仅能除去80％左右的问题。若在该状态下制造SIMOX晶片则有仍然存在大量的对该晶片的各电特性有不良影响的贯通SOI层的较深的缺陷(23℃温度下浸渍在浓度50重量％的氢氟酸水溶液中30分钟后所观察到的缺陷)的问题。

专利文献1：日本特开平8-78647号公报(权利要求1～5、段落(0019)、段落(0024)、图5)

发明内容

本发明的目的在于，提供可以效率良好地除去注入氧离子时所附着的颗粒，可以减少SIMOX结构中的贯通上述SOI层的深缺陷的SIMOX晶片的制造方法以及用该方法制造的SIMOX晶片。

本发明的SIMOX晶片的制造方法的一个方式为SIMOX晶片的制造方法的改进，该方法包含：向硅片注入氧离子的工序，洗涤注入了氧离子的硅片的工序，以及通过对该洗涤了的硅片进行热处理在硅片的内部形成埋入氧化膜的工序。

具有该特征的结构为：进一步含有在向硅片注入氧离子后在洗涤硅片前，将硅片浸渍在氢氟酸水溶液中，对形成于硅片表面的SiO₂膜进行蚀刻处理的工序，该蚀刻处理时的氢氟酸水溶液对SiO₂膜的蚀刻速率为150～3000/分钟。

根据该本发明的SIMOX晶片的制造方法的一个方式，由于将硅片浸渍在对晶片表面的SiO₂膜的蚀刻速率为150～3000/分钟的氢氟酸水溶液中，可以高速地对硅片的表面进行蚀刻。此时，由于对二氧化硅的蚀刻速率高，含有大量硅和氧的键的颗粒的牢固的键也断裂。结果可以从硅片表面几乎完全地除去颗粒。

本发明的SIMOX晶片的制造方法的一个方式中，可以将向硅片注入氧离子分成多次进行，在这些氧离子注入工序的任意一次的注入工序之后立即或2次以上的各注入工序之后立即将硅片浸渍在氢氟酸水溶液中。