[发明专利]一种用于硅晶体材料缺陷显示的腐蚀液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于硅晶体材料缺陷显示的腐蚀液及其使用方法。

背景技术

重掺硅片是外延硅片的衬底材料。重掺硅片的电阻率低，它能够最大限度地降低器件的功率损耗。衬底硅片的微缺陷对外延层的质量乃至器件的性能有重要的影响。电阻率低至0.001Ω·cm的重掺硅片由于载流子浓度高，使得传统的腐蚀液如：

文献1：Dash，W.C.，Copper Precipitation on Dislocations in Silicon.Journal ofApplied Physics，1956.27(10)：p.1193-1195.

文献2：Sirtl，E.，tADLER，A.(1961).Z.Metallk，1961.52：p.529.

文献3：d Aragona，F.S.，Dislocation etch for(100)planes in silicon.Journal ofthe Electrochemical Society，1972.119(7)：p.948-951.

文献4：Wright Jenkins，M.，A new preferential etch for defects in silicon crystals.Journal of the Electrochemical Society，1977.124(5)：p.757-762.

文献5：Schimmel，D.G.，Defect etch for<100>silicon evaluation.Journal ofthe Electrochemical Society，1979.126(3)：p.479-483.

和文献6：Yang，K.H.，An Etch for Delineation of Defects in Silicon.Journal of TheElectrochemical Society，1984.131(5)：p.1140-1145.等难以显示出重掺硅片中的缺陷。

文献报道改进型Sirtl、改进型Schimmel和文献7：Majima，M.，T.Otogawa，and Y.Kitagawara，High-sensitivity defect evaluation by a new preferential etchingtechneque for highly As-doped Si crystals.Japanese Journal of Applied Physics，Part 1(Regular Papers，Short Notes & Review Papers)，1997.36(10)：p.6195-6199.可以用于电阻率为0.01Ω·cm的重掺硅片中缺陷的择优腐蚀，然而这三种腐蚀液仍然无法显示电阻率为0.001Ω·cm及以下的重掺硅片中的体微缺陷。另外，上述腐蚀液含有重金属铬离子，会对环境造成污染。因此，寻找一种适用于电阻率为0.001Ω·cm及以下的重掺硅片中缺陷显示的无铬腐蚀液具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于显示电阻率低至0.001Ω·cm的硅晶体材料缺陷的腐蚀液及其使用方法。

本发明的用于硅晶体材料缺陷显示的腐蚀液，其特征是以体积百分数计，含有：

质量浓度为65％～68％的HNO₃≥10％，

质量浓度为40％的HF≥5％，且满足35％≤HNO₃+HF≤75％，其余体积由H₂O补足，组分之和为HNO₃+HF+H₂O＝100％。

制备方法：按体积比取各组分，充分搅拌均匀混合，即可。

本发明的腐蚀液在电阻率为0.0007～80Ω·cm、<110>、<100>和<111>晶向的硅片缺陷显示的应用。使用方法如下：

(1)用RCA标准清洗液(1号液：NH₃·H₂O∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶5；或2号液：HCl)清洗硅片；

(2)将硅片置于腐蚀液中静置不动，待硅片表面产生气泡时，摇晃腐蚀液；

(3)腐蚀2～5分钟后，加入去离子水，停止反应，然后用体积比为HNO₃∶HF＝10∶1的混合液腐蚀硅片5～10秒钟，去除表面层，用水冲洗后，用光学显微镜拍摄硅片表面腐蚀形貌。