[发明专利]重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体制造工艺中的湿法腐蚀方法，尤其涉及一种重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法。

【背景技术】

目前，在<100>晶向重掺杂锑硅片的减薄腐蚀中，通常采用酸性腐蚀剂(HF酸和HNO₃)进行腐蚀，其腐蚀机理是：硝酸先将硅表面氧化成SiO₂，然后由氢氟酸将SiO₂腐蚀溶解，其反应方程式为Si+HNO₃+HF→H₂SiF₆+HNO₂+H₂O+H₂。然而，在使用常规的酸性腐蚀剂(HF酸和HNO3)腐蚀时，会在表面形成不规则的白色印迹(见图1)，这些白色印迹主要是在硅片进入硝酸的很短时间内由硝酸蒸汽以及分解产生的气体共同作用生成，而这些白色印迹用常规方法无法去除，除非对硅片重新研磨才可以消除，但再进入腐蚀液中又会出现，而且这些白色印迹处根本无法实现良好的欧姆接触，蒸金后显微镜观察如图2所示。另外的解决方法是采用碱性腐蚀液进行减薄腐蚀，但作为半导体生产线，比较忌讳引入碱金属离子，因为碱金属离子在半导体材料中具有高度活动性，其被引入硅片后，在整个硅片中移动，严重损害器件电学性能和长期可靠性。也有采用六价铬搭配HF酸进行减薄腐蚀处理，但是六价铬的氧化反应速度过慢，且还造成铬重金属污染。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法，使腐蚀后的硅片表面光洁一致，无白色印迹，且合金后欧姆接触良好。

为了解决上述技术问题，本发明重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法，包括如下步骤：

(1)用双氧水(H₂O₂)和氨水(NH₄OH)的混合液处理重掺杂锑硅片；

(2)用去离子水冲洗重掺杂锑硅片；

(3)将表面保留有水膜的重掺杂锑硅片放入主要由氢氟酸(HF)和硝酸(HNO₃)组成的酸性腐蚀液中反应。

所述步骤(1)的双氧水和氨水的体积比为1∶1～5，优选的，所述双氧水和氨水的体积比为1∶1。

所述双氧水的质量百分比浓度为90％～100％，所述氨水为饱和氨水；优选的，所述双氧水的质量百分比浓度为95％。

所述步骤(1)的处理时间为1～10分钟，优选的，该处理时间为2～3分钟。

所述步骤(2)中，用去离子水冲洗的时间为3～5分钟。

本发明重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法，不仅使腐蚀后的硅片表面光洁一致，无白色印迹，合金后欧姆接触良好，而且速度快、不会引入碱金属离子和铬离子，有效避免金属污染。

【附图说明】

图1是用现有方法减薄腐蚀的重掺杂锑硅片的表面示意图；

图2是用现有方法减薄腐蚀的重掺杂锑硅片在蒸金后的显微镜观察示意图；

图3是用本发明方法减薄腐蚀的重掺杂锑硅片的表面示意图；

图4是用本发明方法减薄腐蚀的重掺杂锑硅片在蒸金后的显微镜观察示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明重掺杂锑硅片的减薄腐蚀方法，包括如下步骤：

(1)用双氧水(H₂O₂)和氨水(NH₄OH)的混合液处理重掺杂锑硅片，在该步骤中，双氧水对重掺杂锑硅片的表面进行氧化作用，同时，氨水对生成的氧化物进行轻微腐蚀，通过轻微腐蚀去掉硅片表面很薄的一层，让附着在上面的其他物质颗粒一并溶解到溶液中，以避免其他物质颗粒和硝酸反应生成引起白色印迹的物质。其中，双氧水和氨水的体积比为1∶1～5，优选的，所述双氧水和氨水的体积比为1∶1；所述双氧水的质量百分比浓度为90％～100％，优选为95％，所述氨水为饱和氨水，该双氧水和氨水的混合液对重掺杂锑硅片的处理时间为1～10分钟，优选2～3分钟，处理时的温度20～25℃，为使处理结果的一致性，操作过程中要不停晃动承装硅片的花篮。

(2)用去离子水冲洗重掺杂锑硅片3～5分钟，以去除该硅片表面残余的双氧水(H₂O₂)和氨水(NH₄OH)，并在该硅片表面留有一层水膜的时候，将其投入下一步的酸腐蚀反应。