[发明专利]一种单晶硅钝化接触结构及其制备方法

权利要求书

1.一种单晶硅钝化接触结构，包括单晶硅片，其特征在于：单晶硅片的正反面均通过磁控溅射法交替沉积有n层HfO_x和HfN_y，n＝5-20；每一层HfO_x或HfN_y的厚度为3nm，其中最接近单晶硅片的为第1层，即HfO_x1和HfN_y1，最远离单晶硅片的为第n层，即HfO_xn和HfN_yn；其中：2.0x₁x₂…x₉xn1.0，1.33y₁y₂…y₉yn0.67。

2.如权利要求1所述的一种单晶硅钝化接触结构，其特征在于：n＝10。

3.一种权利要求1或2所述单晶硅钝化接触结构的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

1)清洗单晶硅片；

2)采用磁控溅射法生长组分渐变的氧化铪/氮化铪多层薄膜：

溅射用的靶材为金属铪(Hf)靶，纯度大于99.999％；溅射工作气体氩气(Ar)、反应气体氧气(O₂)和氮气(N₂)的纯度大于99.999％；硅片衬底温度为150～250℃，薄膜生长时腔内的工作气压为0.5～1.0Pa，溅射功率为10～15W；每层薄膜的生长厚度设置为3nm；具体生长工艺如下：

a1)清洗后的单晶硅片用1％氢氟酸溶液浸泡，去除硅片表面的氧化层；

a2)对溅射腔体抽真空，直至真空度优于5×10^-5Pa；

a3)铪靶预溅射：溅射腔通入氩气，溅射功率为50-100W，溅射时间为5-10min，去除靶材表面的污染物和氧化层；

a4)硅片正面溅射第一层氧化铪(HfO_x1)薄膜：溅射腔通入反应气体氧气，

HfO_x1薄膜生长结束以后，关闭氩气和氧气阀门；

a5)硅片正面溅射第一层氮化铪(HfN_y1)薄膜：当腔室的真空度优于5×10^-3Pa时，重新打开氩气阀门，并通入反应气体氮气，HfN_y1薄膜生长结束以后，关闭氩气和氮气阀门；

a6)重复上述a4)和a5)步骤，在硅片正面依次生长HfO_x2、HfN_y2、HfO_x3、HfN_y3、……、HfO_xn、HfN_yn薄膜；

a7)通过机械手在不破真空的情况下翻转硅片，然后在硅片背面生长HfO_x和HfN_y多层薄膜，方法与正面相同；

3)退火处理：

在硅片前后表面生长完HfO_x和HfN_y多层薄膜以后，放入短波红外线快速退火炉中，抽真空，以氩气为保护气体，炉膛温度升温至600～650℃，保温60～120s，然后冷却至室温。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，溅射过程中氩气的流量保持为32sccm；氧气和氮气的流量在溅射第一层薄膜时为32sccm，然后每次减少3sccm。