[发明专利]硅晶片钝化方法和硅晶片的少子寿命的获取方法

说明书

本发明提供一种硅晶片的钝化方法和硅晶片的少子寿命的测量方法。该钝化方法包括：对待处理的硅晶片进行热氧化处理，以在所述硅晶片表面形成预定厚度的二氧化硅钝化层；利用冷却气体对热氧化处理后的所述硅晶片进行冷却，所述冷却气体包括氧气。可提高硅晶片钝化的质量。

技术领域

本发明涉及半导体加工和半导体测试技术领域，更具体地，涉及一种硅晶片的钝化方法和一种硅晶片的少子寿命的获取方法。

背景技术

少子寿命是硅等半导体材料的重要指标。在集成电路制造或者硅太阳能电池制造领域，常用少子寿命表征工艺过程中的洁净度以及用于研究造成器件性能下降的原因。例如，对于硅太阳能电池而言，少子寿命越短，硅太阳能电池的效率越低。因此需要准确地测量硅晶片的少子寿命。

少子寿命的测量值τ_meas受以下公式影响：

其中，τ_bulk是根据半导体材料的体复合得到的体少子寿命；τ_diff是少子从半导体内部扩散到表面所需时间；τ_surf是少子因表面复合而决定的表面寿命。对比评价半导体材料而言有用的少子寿命是体少子寿命。为了提高少子寿命的测量值τ_meas的准确度，能够人为控制的因素即是尽量减小因表面复合而引起的表面寿命τ_surf。

现有的解决方案是对硅晶片进行热氧化，在硅晶片表面形成氧化物薄膜。从而依靠硅晶片表面的氧化物薄膜减少硅晶片表面态密度，减少表面复合。

完成硅晶片的热氧化之后需要通入大量的氮气进行冷却，从而提高硅晶片表面氧化物薄膜的质量。但这种方式一方面需要制备大量的氮气，这样工艺成本较高；另一方面硅晶片表面的氧化物薄膜的质量仍待提高。

发明内容

本发明提供一种硅晶片的钝化方法，以提高硅晶片钝化的质量。

根据本发明的第一方面，提供一种硅晶片的钝化方法，包括：对待处理的硅晶片进行热氧化处理，以在所述硅晶片表面形成预定厚度的二氧化硅钝化层；利用冷却气体对热氧化处理后的所述硅晶片进行冷却，所述冷却气体包括氧气。

可选地，所述冷却气体还包括氮气。

可选地，所述冷却气体为空气。

可选地，所述对待处理的硅晶片进行热氧化处理的步骤中，所述热氧化处理的工艺气体包括氧气，所述热氧化处理的温度范围为700℃至1000℃。

可选地，，所述热氧化处理的步骤持续时间范围为20min至30min。

可选地，所述热氧化处理的步骤持续20min至30min。

可选地，所述对待处理的硅晶片进行热氧化处理包括：

在热氧化的工艺气体的环境中对所述硅晶片进行初始加热，加热温度范围为700℃到1000℃；

通入保护气体，以将热氧化的工艺气体从工艺腔中排出，并在所述保护气体环境下对经过初始加热的所述硅晶片进行保温处理，所述保温处理持续第一预定时间；

将保温处理后的所述硅晶片冷却至第一预定温度。

可选地，所述利用冷却气体对热氧化处理后的硅晶片进行冷却的步骤包括：在第二预定时间内将所述硅晶片从所述第一预定温度冷却至第二预定温度，所述第二预定温度的范围为90至110℃。

可选地，所述第一预定温度范围为600℃至700℃。

可选地，所述第二预定时间范围为30min至40min。