專利名稱：在低溫下氧化硅片的方法和用于該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在硅上制作集成電路，特別涉及用于在硅片上提供低溫、高質(zhì)量二氧化硅層的方法和裝置。
硅的熱氧化具有不同的氧化率，這取決于硅的結(jié)晶取向。在900℃的干燥O2氣氛下，1小時(shí)內(nèi)在硅(111)上生長(zhǎng)30nm的硅氧化層，而在相同溫度下相同時(shí)間內(nèi)，在硅(100)上只生長(zhǎng)大約21nm。在900℃下濕式氧化1小時(shí)，硅(111)上的厚度大約是215nm，但是在硅(100)上只有150nm。這種差別對(duì)于淺槽隔離的氧化作用是重要的。
同樣已知高溫氧化會(huì)在硅界面引起層積缺陷，并且需要廣泛的退火步驟來(lái)將這種缺陷對(duì)裝置性能的影響最小化。這就會(huì)增加?xùn)叛趸镄纬晒に嚨臅r(shí)間和成本。
目前還不存在用于生產(chǎn)目的的、在低溫下氧化硅的可接受方法。已知存在一些在低溫下氧化硅的方法，例如等離子體氧化或者用放射縫線天線(radial slot line antenna)的氧化(見(jiàn)例如Hirayama et al.，Low TemperatureGrowth of High-Integrity Silicon Oxide Films by Oxygen Radical Generated inHigh-Density Krypton Plasma，IEDM Tech.Dig.p249，(1999)(以下稱為文獻(xiàn)1)；和Saito et al.，Advantage of Radical Oxidation for Improving Reliability ofUltra-Thin Gate Oxide，2000 Symposium on VLSI Technology，T18-2，(2000)(以下稱為文獻(xiàn)2))。文獻(xiàn)1描述了在大約400℃，通過(guò)低離子轟擊和高等離子體密度在硅上生長(zhǎng)的氧化物。文獻(xiàn)2描述了用放射縫線天線的等離子體氧化作用的氧化物形成。但是，這些方法產(chǎn)生了大量離子以及能夠破壞硅表面和劣化氧化物質(zhì)量的自由基。
已經(jīng)報(bào)道了使用臭氧、或者臭氧和紫外光的氧化作用(見(jiàn)例如Ishikawaet al.，Low Temperature Thermal Oxidation of Silicon in N2O by UVirradiation，Jpn.J.of Appl.Phys.，28，L1453(1989)(以下稱為文獻(xiàn)3)；和Nayeret al.，Atmospheric Pressure，Low Temperature(＜500℃)UV/Ozone Oxidation ofSilicon，Electronics Letters，26，205(1990)(以下稱為文獻(xiàn)4)，但是發(fā)現(xiàn)所得到的膜在厚度上是受自身限制的。文獻(xiàn)3公開(kāi)了在200℃-500℃的溫度下使用紫外光的N2O的光離解作用。文獻(xiàn)4公開(kāi)了在低于500℃的溫度下，通過(guò)紫外光對(duì)O3的光離解作用，在硅基材上形成大約40埃厚度的超薄氧化物層。
可以用紫外光來(lái)光離解臭氧，以產(chǎn)生氧自由基，但是該系統(tǒng)中所使用的大氣壓卻使氧自由基碰撞重組成臭氧。由于缺少反應(yīng)性的氧自由基，嚴(yán)重地阻礙了結(jié)果。但是，得到了優(yōu)于現(xiàn)有方法的、增高的氧化率和良好化學(xué)計(jì)量的氧化物。在以上確定的方法中，通過(guò)氙準(zhǔn)分子激光器來(lái)光離解O2，N2O，或者NO，以生產(chǎn)氧自由基O(1D)，或者O-離子。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括將真空室的壓力保持在約40毫托-90毫托。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的將氧化氣體引入真空室還包括提供約為2sccm-50sccm的氣體流動(dòng)速率。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括在形成所述的氧化層以后，在惰性氣氛中、在約600℃-750℃的溫度下退火所述的硅片和氧化層約1-10分鐘。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括在所述的氧化層形成過(guò)程中，將約5-10伏特的負(fù)電勢(shì)施用于所述的硅片。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的準(zhǔn)分子激光器是氙準(zhǔn)分子激光器而且所述光的波長(zhǎng)是172nm。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述光的波長(zhǎng)選自126nm，146nm，172nm，222nm，和308nm。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，生成反應(yīng)性氧種的步驟包括將氧化氣體離解成氧自由基；和從硅片射出光電子，導(dǎo)致光電子與氧化氣體反應(yīng)以生成氧離子。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于硅片低溫氧化的裝置，其包含用于放置硅片的真空室；用于將氧化氣體引入真空室的歧管(manifold)，該氧化氣體是選自O(shè)2和O3的氧化氣體；和位于真空室內(nèi)硅片上的準(zhǔn)分子激光器，該激光器照射所述的氧化氣體和硅片，該準(zhǔn)分子激光器發(fā)出光。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的歧管以約2sccm-50sccm的氣體流動(dòng)速率引入所述的氧化氣體。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的準(zhǔn)分子激光器是氙準(zhǔn)分子激光器并且所述光的波長(zhǎng)是172nm。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述的裝置還包含將約5-10伏特的電勢(shì)施用于所述硅片的電壓電源。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述光的波長(zhǎng)選自126nm，146nm，172nm，222nm，和308nm。
在此提供本發(fā)明的目的和概述的目的，是為了能夠快速理解本發(fā)明的本質(zhì)。通過(guò)參考以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述以及附圖，可以更透徹地理解本發(fā)明。


圖1顯示了用來(lái)實(shí)施本發(fā)明方法的裝置10。
圖2一幅流程圖，其顯示了本發(fā)明的硅片低溫氧化的方法。
圖3顯示了以?shī)A盤溫度作為變量的氧化物30的厚度比較。
圖4是一張圖表，其顯示在用于形成氧化層的氣體退火之前，所測(cè)的J-V(電流密度-電壓)特性曲線40。
圖5是一張圖表，其顯示在用于形成氧化層的氣體退火之后的C-V(電容-電壓)特性曲線50。
發(fā)明詳述本申請(qǐng)涉及于2002年6月4日提交的、序列號(hào)為10/164,924的“硅的低溫氧化方法(method for low temperature oxidation of silicon)”。
現(xiàn)在，將對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行描述。
本發(fā)明中所使用的技術(shù)是為了在所要被氧化的硅層表面上或者表面附近，產(chǎn)生大量的氧自由基。這些自由基是通過(guò)光解O2、O3、或者以任何比率的O2和O3的混合物產(chǎn)生的。本發(fā)明使用的、用于產(chǎn)生氧自由基的光源是氙準(zhǔn)分子燈，其有效地發(fā)射約172nm波長(zhǎng)或者7.21eV光子能量的光，功率為大約3mW/cm2-20mW/cm2。
在氧氣(O2)中，O-O的鍵能是5.2eV，因此光子能量足以將鍵斷裂，產(chǎn)生一對(duì)原子氧自由基。
在臭氧(O3)中，O2-O之間的鍵要弱得多，因此更容易斷裂。從一個(gè)臭氧(O3)中生成一個(gè)原子氧自由基。如此產(chǎn)生的氧自由基與硅具有很高的反應(yīng)性。
其間，O2和O3的電離電勢(shì)分別是12.06eV和12.3eV，因此光子能量不足以從氣相中的基電子態(tài)物種產(chǎn)生離子。氧原子的電離電勢(shì)是13.62eV，因此從原子氧中產(chǎn)生離子是不大可能的。眾所周知，當(dāng)O2/O3混合物流入一個(gè)系統(tǒng)中的時(shí)候，臭氧被優(yōu)先吸收到硅表面上，使得可以產(chǎn)生更高濃度或者近似純的O3流。
下面將對(duì)從不大可能被離子化的臭氧中產(chǎn)生的氧離子進(jìn)行描述。硅的逸出功大約是4.9eV，因此，當(dāng)光子能量為7.2eV的光與硅片碰撞的時(shí)候，就會(huì)從硅片中射出2.3eV光子能量的電子(光電子)。在硅片表面上，被分解成O2和O-的高濃度臭氧將這些電子(光電子)輕易捕獲。據(jù)報(bào)道O-離子(氧離子)與硅具有高度的反應(yīng)性。
通過(guò)硅片夾，將電勢(shì)施加在硅片表面，這樣能夠控制光電子的能量。負(fù)電勢(shì)會(huì)升高所需的必要的光子能量，同時(shí)負(fù)電勢(shì)也會(huì)增加光電子能量。氧化率的增加可能是由于硅片夾適當(dāng)?shù)钠靡詫3對(duì)O-的離解電子附著橫截面最小化。
晶格中的Si-Si鍵能是大約3.5eV，所以極度真空中的紫外光會(huì)將鍵斷裂并在接近氧-硅界面處產(chǎn)生一個(gè)薄的非晶體硅層。Si-O的鍵能是8.3eV，如此強(qiáng)度的鍵不會(huì)被光所斷裂。如果沒(méi)有被再結(jié)晶，該薄的非晶體硅層將阻礙載流子遷移率，這樣會(huì)損害裝置的性能。在約600℃-750℃的惰性氣體氣氛中，一個(gè)短期如1-10分鐘的退火過(guò)程，足以使所述的硅再結(jié)晶并且足以恢復(fù)高載流子遷移率。
根據(jù)本發(fā)明，將氙準(zhǔn)分子激光器用于O2和O3的光離解，并且在低溫下產(chǎn)生與硅具有高反應(yīng)性的氧自由基或者O-(反應(yīng)性氧種)。此外，將負(fù)電勢(shì)施用于硅片夾以控制氙準(zhǔn)分子激光器的光子能量來(lái)增加氧化率。
接下來(lái)，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
在圖1中描述了實(shí)施本發(fā)明方法所用的裝置10。裝置10包括真空室12。真空室12具有Teflon頂面12T、陽(yáng)極化處理的鋁壁12W和底部12B。用來(lái)構(gòu)建此真空室的材料可以是陽(yáng)極化的鋁、不銹鋼、石英、玻璃、陶瓷和其它通常不在硅氧化中技術(shù)中使用的材料。
真空室12具有硅片夾盤18和氙準(zhǔn)分子燈14。在真空室12內(nèi)裝備有負(fù)載鎖17。將晶片16通過(guò)負(fù)載鎖17放置在真空室內(nèi)。晶片16被固定在硅片夾盤18中。
可以對(duì)晶片16進(jìn)行圖飾以在其特定區(qū)域提供氧化作用，或者可以氧化整個(gè)晶片16，因此，晶片16可以含有硅基材。
氙準(zhǔn)分子燈14位于至少被部分氧化的晶片(硅片)16的表面上。另外，氙準(zhǔn)分子燈14位于陶瓷圓筒20內(nèi)。氙準(zhǔn)分子燈14在約172nm的波長(zhǎng)或者7.21eV的能量下發(fā)射光，功率為大約3mW/cm2-20mW/cm2。氙準(zhǔn)分子燈可以是相對(duì)廉價(jià)的、可以商購(gòu)的產(chǎn)品例如Osram Sylvania生產(chǎn)的XeradexTm燈。
在真空室12中裝備有進(jìn)氣歧管22和節(jié)流閥和渦輪泵24。將優(yōu)選為O2或O3的氧化氣體通過(guò)進(jìn)氣歧管22，以約2sccm-50sccm的流動(dòng)速率引入到真空室12中，并通過(guò)節(jié)流閥和渦輪泵24從真空室12去除，這樣使真空室的壓力處在約40毫托-90毫托。
氙準(zhǔn)分子燈14是產(chǎn)生大流量光子的來(lái)源。據(jù)信光子能夠通過(guò)以下的作用來(lái)引發(fā)硅的氧化作用1)離解氧化氣體以形成O(3P)和O(1D)自由基；和/或2)從硅表面射出光電子，在硅表面上電子與氧化氣體反應(yīng)以在硅片的附近區(qū)域形成O-離子。
在小于400℃的溫度進(jìn)行氧化的情況下，雜質(zhì)的擴(kuò)散是可以忽略的。這允許在如塑料基材的物質(zhì)上的氧化。
圖2是一幅流程圖，其顯示了本發(fā)明硅片的低溫氧化方法。接下來(lái)，將使用圖1所示的裝置10，對(duì)硅片16的低溫氧化方法中的每一步進(jìn)行描述。
步驟S201將硅片16放置在真空室12中。用硅片夾盤18固定住硅片16。
步驟S202將硅片16保持在大約室溫-350℃之間?？梢酝ㄟ^(guò)能夠加熱的硅片夾盤18來(lái)得到此設(shè)定溫度。硅片夾盤18能夠產(chǎn)生高達(dá)約400℃的溫度。但是，由于硅片夾盤18的結(jié)構(gòu)，晶片16無(wú)法達(dá)到與夾盤相同的溫度。在400℃的夾盤給定點(diǎn)，溫度偏移可以高達(dá)160℃。因此，硅片16可以在氧化過(guò)程中被保持在約室溫-400℃，但是實(shí)際的最高溫度只有240℃。硅片16的保持溫度優(yōu)選為約室溫-350℃。
步驟S203在氧化過(guò)程中，將穩(wěn)定的氧化氣體流引入到真空室12中。氧化氣體選自O(shè)2和O3。通過(guò)真空室和泵系統(tǒng)之間的節(jié)流閥來(lái)控制真空室12中的壓力。真空室12中的壓力范圍為約40毫托-90毫托。氧化氣體的流動(dòng)速率范圍是約2sccm-50sccm。
步驟S204用來(lái)自氙準(zhǔn)分子燈14的光(激光)來(lái)照射所述的氧化氣體和硅片16。例如，當(dāng)氧化氣體是O2的情況下，用發(fā)出自氙準(zhǔn)分子燈14的光的光子能量將O2離解，產(chǎn)生自由基氧原子O(1D)。隨后，自由基氧原子與硅片16反應(yīng)以產(chǎn)生氧化區(qū)域(氧化層)。此外，光電子通過(guò)發(fā)出自氙準(zhǔn)分子燈14的光的光子能量，從硅片16表面發(fā)射出來(lái)。該光電子與氧化氣體反應(yīng)以產(chǎn)生O-離子。此O-離子與硅片16反應(yīng)以形成氧化區(qū)域(氧化層)。
通過(guò)實(shí)施S201到S204的步驟，在硅片16上形成氧化層。
在氧化區(qū)域形成以后，還可以在大約600℃-750℃的溫度將硅片16和其上所形成的氧化區(qū)域在惰性氣體氣氛中退火大約1-10分鐘。這樣，可能在硅片16與氧化層的界面產(chǎn)生的非結(jié)晶硅，可以被再結(jié)晶。
又根據(jù)圖1，通過(guò)使用電壓電源(未顯示)來(lái)將小正電勢(shì)施用于硅片16，這減緩了氧化作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)證實(shí)將小負(fù)電勢(shì)施用于硅片16足以加速氧化。當(dāng)硅片16從硅片夾盤18被電浮起(絕緣)時(shí)，硅片16的正電勢(shì)在光電子噴射過(guò)程中被累積起來(lái)。當(dāng)硅片16被電著陸到硅片夾盤的時(shí)候，產(chǎn)生中和電勢(shì)，觀察到氧化過(guò)程增加。將負(fù)電勢(shì)施加到硅片16會(huì)同時(shí)增加光電子的能量和數(shù)量，這兩者有助于增高氧化率。
下面將描述標(biāo)準(zhǔn)10分鐘氧化過(guò)程的一個(gè)實(shí)例。當(dāng)硅片16著陸到硅片夾盤的時(shí)候，形成了一層厚度為31埃的氧化層。當(dāng)將硅片16與硅片夾盤絕緣的時(shí)候，在相同條件和相同時(shí)間下形成了厚度為15埃的氧化層。已知O3與光電子反應(yīng)形成O2和O-的概率隨著光電子能量增加，直到光電子能量達(dá)到9eV。當(dāng)硅片16著陸到硅片夾盤18的時(shí)候，光電子能量?jī)H為2.3eV。將大約5-10伏特的負(fù)偏壓(負(fù)電勢(shì))26通過(guò)硅片夾盤18施加到硅片16上以增加發(fā)出自硅片16的光電子能量和加速氧化物的生長(zhǎng)，這使得標(biāo)準(zhǔn)10分鐘氧化過(guò)程在大約3-4分鐘內(nèi)完成。這種負(fù)電勢(shì)施加在圖2所示的步驟S204中進(jìn)行。
硅片表面附近的氧量由真空室內(nèi)O2和O3的密度、真空室內(nèi)的總壓力、和表面附近的光解光強(qiáng)度決定。使用O2的氧化作用要比使用N2O的氧化作用更有效，這可能是因?yàn)槊糠肿覰2O產(chǎn)生一個(gè)氧原子，而每分子O2產(chǎn)生兩個(gè)氧原子。所得到的氧化物厚度并不與所預(yù)期的氧自由基濃度成比例，因此認(rèn)為在基材表面，氧化率接近飽和點(diǎn)。
接下來(lái)，將對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行描述。
在圖3中，描述了將夾盤溫度作為變量的氧化物厚度的比較，通常為30。痕跡線32和34都是使用氧自由基的硅氧化作用的結(jié)果。痕跡線32是在50毫托的室壓下、4sccm的O2流氧化10分鐘的結(jié)果。痕跡線34是在50毫托的室壓下、10sccm的N2O流氧化10分鐘的結(jié)果?？梢詮膱D3中看出，硅的氧化不是非常溫度依賴的，即使在室溫下也能產(chǎn)生主要的氧化物。在高溫下，觀察到生長(zhǎng)率的少量增加。
比較薄氧化膜的質(zhì)量與熱氧化物的柵氧化物應(yīng)用。制造簡(jiǎn)單的電容器結(jié)構(gòu)以確定容積電荷俘獲、界面俘獲、和擊穿特性。對(duì)帶有濺射的TiN柵的p型原始片進(jìn)行氧化作用，所述的TiN柵被圖飾并被蝕刻。接下來(lái)，在450℃進(jìn)行合成氣體的退火。在用HF蝕刻去除任何形成在硅片背部的氧化物以后，進(jìn)行電測(cè)量。
圖4顯示了在合成氣體退火之前，所測(cè)的J-V(電流密度-電壓)特性曲線，通常為40。痕跡線42是傳統(tǒng)熱氧化作用的結(jié)果，而痕跡線44、46、48和49是使用O2氧化氣體和氧自由基氧化20分鐘的本發(fā)明方法的結(jié)果。進(jìn)行0--3伏特、0--4伏特、0--5伏特和0--6伏特的順序掃描以確定壓力誘導(dǎo)的漏瀉電流(SILC)的影響。在這種制造條件中，自由基氧化物顯示出較高的SILC標(biāo)志，但是在稍高的電場(chǎng)中顯示出較低的漏瀉。在合成氣體退火以后，在TiN柵上形成了一個(gè)薄TiO2層，這樣很難獲得準(zhǔn)確的J-V特性曲線。
在圖5中顯示了在后的FGA C-V(電容-電壓)特性曲線，通常為50。在真空室中裝備了一個(gè)燈，其壓力維持在約50毫托，其溫度在大約300℃。
痕跡線52是傳統(tǒng)的熱氧化作用，而痕跡線54是通過(guò)O2氧化氣體，依照本發(fā)明方法用氧自由基氧化6.5分鐘的結(jié)果；痕跡線56是通過(guò)O2氧化氣體，依照本發(fā)明方法用氧自由基氧化20分鐘的結(jié)果。痕跡線58是通過(guò)N2O氧化氣體用氧自由基得到的結(jié)果。所有的痕跡線顯示了來(lái)自100μm×100μm的電容器的結(jié)果。這些結(jié)果是通過(guò)-3伏特-1伏特的雙向掃描而得到的。在CV掃描中發(fā)現(xiàn)電荷俘獲滯后。通過(guò)O2氧化氣體用氧自由基產(chǎn)生的氧化物(痕跡線54和56)證實(shí)了滯后量度幅度與熱氧化物(痕跡線52)的幅度類似，而由N2O氧化氣體所產(chǎn)生的氧化物(痕跡線58)的滯后幅度明顯地大于通過(guò)熱氧化作用(痕跡線52)和通過(guò)氧自由基(痕跡線54和56)得到的氧化物的滯后幅度。
在此，將氙準(zhǔn)分子燈(氙準(zhǔn)分子激光器)用于光離解氧化氣體和/或用于從硅片發(fā)射光電子。但是，準(zhǔn)分子燈并不限于氙準(zhǔn)分子燈。
隨著準(zhǔn)分子燈技術(shù)的進(jìn)步，備選波長(zhǎng)的使用成為可能。其它的準(zhǔn)分子燈在126nm，146nm，222nm，和308nm產(chǎn)生光，但是這些燈可能不象在172nm工作的氙準(zhǔn)分子燈那樣有效。
備用氧源是可能的。在一個(gè)上述確定的相關(guān)申請(qǐng)中已經(jīng)公開(kāi)了使用N2O。也可以將NO用作氧化氣體。其它可能的候選氣體是H2O，H2O2，CO，H2CO，和CO2，但是，由于含碳化合物可能會(huì)產(chǎn)生碳污染，因此不大可能將它們作為候選氣體。
這樣，本發(fā)明已經(jīng)公開(kāi)了使用產(chǎn)生自氧氣和臭氧的自由基來(lái)進(jìn)行硅低溫氧化的方法和系統(tǒng)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在附加權(quán)利要求所限定的發(fā)明范圍內(nèi)，可以作出其它的變體和變型。
如上所述，依照本發(fā)明的硅片低溫氧化方法包括將硅片放入真空室中；將硅片保持在大約室溫-350℃；將氧化氣體引入所述真空室；和用發(fā)出自準(zhǔn)分子激光器的光來(lái)照射此氧化氣體和硅片以產(chǎn)生反應(yīng)性氧種并在硅片上形成氧化層。所述的氧化氣體選自O(shè)2和O3。通過(guò)用發(fā)出自準(zhǔn)分子激光器的光來(lái)照射氧化氣體和硅片，很容易進(jìn)行光離解和/或光電子發(fā)射。作為結(jié)果，產(chǎn)生了反應(yīng)性氧種，而且，可以不將硅片置于高溫下而進(jìn)行高質(zhì)量的氧化。
權(quán)利要求
1.一種硅片的低溫氧化方法，其包括將硅片放置在真空室內(nèi)；將硅片保持在室溫-350℃；將氧化氣體引入所述真空室，該氧化氣體選自O(shè)2和O3；和用發(fā)出自準(zhǔn)分子激光器的光來(lái)照射所述氧化氣體和硅片，以產(chǎn)生反應(yīng)性氧種并在硅片上形成氧化層。
2.權(quán)利要求1的方法，其還包括將真空室的壓力保持在40毫托-90毫托。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述的將氧化氣體引入真空室還包括提供2sccm-50sccm的氣體流動(dòng)速率。
4.權(quán)利要求1的方法，其包括在形成所述的氧化層以后，在惰性氣氛中、在600℃-750℃的溫度下將所述的硅片和氧化層退火1-10分鐘。
5.權(quán)利要求1的方法，其包括在所述的氧化層形成過(guò)程中，將5-10伏特的負(fù)電勢(shì)施用于所述的硅片上。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述的準(zhǔn)分子激光器是氙準(zhǔn)分子激光器，而且所述光的波長(zhǎng)是172nm。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述光的波長(zhǎng)選自126nm，146nm，172nm，222nm，和308nm。
8.權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生反應(yīng)性氧種的步驟包括將氧化氣體離解成氧自由基；和從硅片射出光電子，導(dǎo)致光電子與氧化氣體反應(yīng)生成氧離子。
9.一種用于硅片低溫氧化的裝置，其包含用于放置硅片的真空室；用于將氧化氣體引入真空室的歧管，該氧化氣體是選自O(shè)2和O3的氧化氣體；和位于真空室內(nèi)硅片上的準(zhǔn)分子激光器，該激光器照射所述的氧化氣體和硅片，該準(zhǔn)分子激光器發(fā)出光。
10.權(quán)利要求9的裝置，其中所述的歧管以2sccm-50sccm的氣體流動(dòng)速率引入所述的氧化氣體。
11.權(quán)利要求9的裝置，其中所述的準(zhǔn)分子激光器是氙準(zhǔn)分子激光器，并且所述光的波長(zhǎng)是172nm。
12.權(quán)利要求9的裝置，其還包括用于將5-10伏特的電勢(shì)施用于所述硅片的電壓電源。
13.權(quán)利要求9的裝置，其中所述光的波長(zhǎng)選自126nm，146nm，172nm，222nm，和308nm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅片的低溫氧化的方法，其包括將硅片放置在真空室中；將硅片保持在大約室溫－350℃；將選自O(shè)
文檔編號(hào)H01L21/02GK1467800SQ0313101
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者大野芳睦, 李宗霑 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社