專利名稱：對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造的工藝方法，具體涉及一種對(duì)外延基 片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的功率金屬氧化物半導(dǎo)體器件(M0S)使用外延基片，其基片層 的濃度大多在2E19 atoms/cm3以下，但是隨著功率器件發(fā)展至今，其降 低功耗、縮小單位晶體管面積的要求越來(lái)越高，不得不繼續(xù)降低基片電阻， 以提升晶體管特性。而主要方法不外乎用先進(jìn)設(shè)備或其他參雜物提高參雜 濃度。以N型基片來(lái)說(shuō)，紅磷(P)會(huì)漸漸替代砷(As)，成為N型雜質(zhì)的主 流，這樣能將參雜濃度從2E19提高到7 8E19atoms/cm3。但是采用紅磷 作為參雜物，在相同條件下磷的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于砷，現(xiàn)有背面防擴(kuò)散膜 會(huì)在后續(xù)濕式工藝中被減薄。這樣一來(lái)，就需要在基片制造時(shí)長(zhǎng)很厚的氧 化膜(lum以上)，大大增加制造成本。
基片加工工藝中對(duì)防止背面雜質(zhì)外擴(kuò)的方法，大多是采用一層多晶硅 加氧化硅薄膜。而氧化硅薄膜是很容易被后序濕式工藝刻蝕的，對(duì)于一些 高濃度的參雜基片，需要非常厚的氧化硅薄膜才能有效降低雜質(zhì)外擴(kuò)的濃 度。而氧化硅太厚，制造成本會(huì)很高。
現(xiàn)有的背面薄膜層，不能有效控制高濃度參雜基片中的雜質(zhì)擴(kuò)散出 來(lái)。在高溫工藝中，影響同工序其他硅片的電特性，同時(shí)因?yàn)闋t管也在到
高濃度雜質(zhì)擴(kuò)散出來(lái)后，影響在該爐管作業(yè)的后續(xù)產(chǎn)品。
此外，基片制造工廠大多沒(méi)有氮化硅成膜工藝，而且單一氮化硅薄膜 應(yīng)力大，容易造成基片破裂或者曲率半徑過(guò)大，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)外延基片減少高濃度參雜物 外擴(kuò)的方法，使用該方法能降低制造成本，并能減少對(duì)后面工序的影響， 減少高濃度參雜物的對(duì)外擴(kuò)散。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種對(duì)外延基片減少高濃度參雜物 外擴(kuò)的方法，該方法采用在外延基片背面增加氮化硅薄膜。
所述的在外延基片背面增加氮化硅薄膜，采用低壓沉積法使所述的外 延基片背面在多晶硅、氧化硅的基礎(chǔ)上生成氮化硅薄膜。
所述的低壓沉積法會(huì)在硅片正面同時(shí)生成相同厚度的氮化硅薄膜，需 要用干式刻蝕法刻除。
所述的干式刻蝕法采用四氟化碳為主的腐蝕氣體。
該方法使用后，所述的外延基片背面由里到外依次為多晶硅、氧化硅、 氮化硅薄膜。
本發(fā)明在外延基片進(jìn)場(chǎng)后，進(jìn)行清洗，隨即用低壓沉積法在硅片表面 生成一層致密的氮化硅薄膜。接著用四氟化碳為主的腐蝕氣體用干式刻蝕 法刻除正面的氮化硅。此時(shí)，背面的氮化硅成長(zhǎng)在氧化硅薄膜之上，應(yīng)力 較小，對(duì)后面的工序影響也很小。而有了氮化硅阻擋，背面氧化硅不會(huì)被 后序工程去除，只要很薄的氧化硅層就能阻擋雜質(zhì)外擴(kuò)。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不
足，本發(fā)明基于氮化硅薄膜良好的致密性，不易被一般濕式工藝刻蝕的能 力，將其應(yīng)用于硅片背面，從而起到減少雜質(zhì)對(duì)外擴(kuò)散的效果。其具體技 術(shù)效果有1、可以降低背面氧化膜的厚度要求(對(duì)于以磷為參雜物，濃度
為8el9 atom/cm3的襯底基片，只需500A就可將外擴(kuò)雜質(zhì)濃度控制在le10 atom/cm3以下。2、使用該方法，除了熱磷酸，其他后序濕式刻蝕、清洗 工藝對(duì)背面氮化硅的刻蝕量都很小(10A/分鐘以下)，而有效的保護(hù)了氧 化硅薄層。3、背面氧化硅加氮化硅有效緩減單一氮化硅造成的應(yīng)力大的 問(wèn)題。4、該方法合理利用氮化硅薄膜在熱氧化過(guò)程中不易生長(zhǎng)氧化硅的 特點(diǎn)，運(yùn)用簡(jiǎn)單的正面干刻工藝即實(shí)現(xiàn)圖1中的結(jié)構(gòu)。


圖1是本發(fā)明方法使用后的基片各層薄膜結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明實(shí)施例中基片的外擴(kuò)濃度和氧化膜厚度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1所示，使用本發(fā)明的方法后，基片的正面為單晶硅外延層，背
面由里到外依次為多晶硅、氧化硅、氮化硅三層不同的薄膜，正面和背面 之間是單晶硅襯底。
下面以參磷基片(濃度8E19 atoms/cm3),背面薄膜組合為500A氧 化硅加500A氮化硅為例介紹本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
1) 基片在進(jìn)工廠后即進(jìn)行全面清洗；
2) 用低壓化學(xué)氣相沉淀(CVD)設(shè)備進(jìn)行氮化硅膜成長(zhǎng)(500A);
3) 對(duì)硅片雙面進(jìn)行刷洗；
4) 進(jìn)入千式刻蝕設(shè)備后，以四氟化碳?xì)怏w為主，對(duì)硅片正面氮化硅 進(jìn)行全面刻蝕；
5) 硅片全面清洗后進(jìn)入后續(xù)加工流程。
其中，步驟1)中，清洗的藥液主要為稀釋的雙氧水+氨水組合加上 稀釋硫酸+雙氧水組合，目的是去掉硅片表面的有機(jī)物和金屬雜質(zhì)。由步 驟1)進(jìn)入步驟2)的間隔時(shí)間最好控制在12小時(shí)之內(nèi)，否則可能會(huì)影響 設(shè)備腔體的潔凈度。步驟3)中用高壓水柱進(jìn)行刷洗，目的是去掉成膜過(guò) 程中形成的顆粒。步驟4)中的刻蝕氣體主要為氧氣，刻蝕機(jī)理主要是靠 四氟化碳和氧化硅反應(yīng)加上物理轟擊。步驟5)中的清洗條件和步驟l) 一樣。
如圖2所示，即使不計(jì)氮化硅薄膜的阻擋能力，500A的氧化膜即可 將磷在500A氧化膜外界面上的濃度降低至10E8 atoms/cm3以下。即最壞 情況下，采用本發(fā)明的方法，基片對(duì)其他硅片和設(shè)備的雜質(zhì)濃度影響也在 10E8 atoms/cm3以下。也就是說(shuō)，對(duì)其他硅片和設(shè)備的影響可以忽略不 計(jì)。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法，其特征在于，采用在外延基片背面增加氮化硅薄膜。
2、 如權(quán)利要求1所述的對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法， 其特征在于，所述的在外延基片背面增加氮化硅薄膜，采用低壓沉積法使 所述的外延基片背面在多晶硅、氧化硅的基礎(chǔ)上生成氮化硅薄膜。
3、 如權(quán)利要求2所述的對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法， 其特征在于，所述的低壓沉積法會(huì)在硅片正面同時(shí)生成相同厚度的氮化硅 薄膜，需要用干式刻蝕法刻除。
4、 如權(quán)利要求3所述的對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法， 其特征在于，所述的干式刻蝕法采用四氟化碳為主的腐蝕氣體。
5、 如權(quán)利要求1所述的對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法， 其特征在于，該方法使用后，所述的外延基片背面由里到外依次為多晶硅、 氧化硅、氮化硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)外延基片減少高濃度參雜物外擴(kuò)的方法，該方法通過(guò)在外延基片背面多晶硅、氧化硅的基礎(chǔ)上增加氮化硅薄膜，可以降低背面氧化膜的厚度要求，降低制造成本，并能減少對(duì)后面工序的影響，減少高濃度參雜物的對(duì)外擴(kuò)散。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101097857SQ200610028258
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者繆進(jìn)征, 龔玲玲 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司