本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅晶片形成犧牲氧化層的方法。
背景技術(shù)：
在硅器件的制造過程中需要使用離子注入和高溫驅(qū)入工藝。離子注入和高溫過程都會對硅表面造成損傷，影響表面形貌，形成一層損傷層。表面損傷層會直接影響到器件的電學(xué)性能和可靠性。為了改善離子注入和高溫驅(qū)入后硅的表面形貌，減少表面缺陷，提高器件性能，需要對硅進(jìn)行表面處理。
目前常用的表面處理方法有兩種：第一種是利用干法刻蝕去除硅表面的損傷層，該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝時間短，但在干法刻蝕的過程中會對硅表面造成新的損傷，無法完全去除損傷層；另一種是先通過熱氧化在硅表面形成一層犧牲氧化層，再采用濕法腐蝕的方式去除犧牲氧化層，該方法能夠完全去除硅表面的損傷層，但對犧牲氧化層的厚度均勻性要求很高，如果厚度不均勻在去除犧牲氧化層后，硅表面會出現(xiàn)凹凸不平，導(dǎo)致器件漏電流增大。犧牲氧化層的厚度均勻性與生長犧牲氧化層前的硅表面缺陷和雜質(zhì)密度有關(guān)。
目前常用的氧化條件，為了完全去除表面損傷層，需要生長較厚的犧牲氧化層，導(dǎo)致工藝時間較長，增加了器件的制造成本，通常依靠濕法清洗來減少雜質(zhì)密度，無法減少表面缺陷密度，形成的犧牲氧化層均勻性不好，厚度波動也較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種硅晶片形成犧牲氧化層的方法，該方法縮短了形成犧牲氧化層的工藝時間，降低了器件的制造成本。
第一方面，本發(fā)明提供一種硅晶片形成犧牲氧化層的方法，包括：
對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理；
對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理，形成氧化硅層結(jié)構(gòu)；
對氧化硅層結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱氧化處理，形成犧牲氧化層結(jié)構(gòu)，得到具有犧牲氧化層的硅晶片。
可選的，對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理之前，所述方法還包括：
采用酸性溶液和氫氟溶液清洗所述硅晶片。
可選的，所述酸性溶液包括:鹽酸、硝酸、氫氟酸及其混合溶液。
可選的，對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理，具體為：
通過預(yù)設(shè)第一退火溫度對所述硅晶片進(jìn)行第一退火處理；
和/或，
對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理，具體為：
將所述預(yù)設(shè)第一退火溫度降溫至預(yù)設(shè)第二退火溫度，對所述硅晶片進(jìn)行第二退火處理；
和/或，
對氧化硅層結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱氧化處理，具體為：
將所述預(yù)設(shè)第二退火溫度升溫至預(yù)設(shè)熱氧化溫度，對所述硅晶片進(jìn)行熱氧化處理；
將所述預(yù)設(shè)熱氧化溫度降溫至預(yù)設(shè)溫度，得到具有犧牲氧化層的硅晶片。
可選的，所述預(yù)設(shè)第一退火溫度高于所述預(yù)設(shè)第二退火溫度，所述預(yù)設(shè)熱氧化處理溫度高于所述預(yù)設(shè)第一退火溫度。
可選的，所述預(yù)設(shè)第一退火溫度的范圍為：700-800℃；
所述預(yù)設(shè)第二退火溫度的范圍為：300-500℃；
所述預(yù)設(shè)熱氧化處理溫度的范圍為：800-1200℃。
可選的，所述對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理，具體包括：
采用保護(hù)氣體對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理；
所述保護(hù)氣體為：惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體；
所述惰性氣體包括：氬氣和氮?dú)狻?/p>
可選的，所述保護(hù)氣體中，惰性氣體和氫氣的氣體流量比范圍是10:1-2:1；氨氣氣體和氫氣的氣體流量比范圍是1:1-2:1；惰性氣體、氨氣氣體和氫氣的流量范圍是0.1升/分鐘-20升/分鐘。
可選的，所述對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理，具體包括：
采用氧氣以及紫外燈照射對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理；
所述紫外燈照射所述硅晶片時的紫外線波長范圍為185nm和254nm。
可選的，所述熱氧化處理的方式包括干氧氧化和濕氧氧化。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種硅晶片形成犧牲氧化層的方法，該方法通過對硅晶片進(jìn)行第一退火處理，減少了硅晶片的表面的的缺陷和雜質(zhì)密度，降低了需要的犧牲氧化層厚度；通過對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理形成一層氧化硅層，該層能夠提高犧牲氧化層的厚度均勻性，縮短犧牲氧化工藝時間。最終通過熱氧化處理形成的氧化層表面平整度較好，提高了器件的可靠性和成品率，同時降低了器件的制造成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種硅晶片形成犧牲氧化層的方 法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種硅晶片形成犧牲氧化層的方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括以下步驟：
101、對清洗后的硅晶片進(jìn)行第一退火處理；
102、對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理，形成氧化硅層結(jié)構(gòu)；
103、對氧化硅層結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱氧化處理，形成犧牲氧化層結(jié)構(gòu)，得到具有犧牲氧化層的硅晶片。
上述方法通過對硅晶片進(jìn)行第一退火處理，減少了硅晶片的表面的缺陷和雜質(zhì)密度，降低了需要的犧牲氧化層厚度；通過對第一退火處理后的硅晶片進(jìn)行第二退火處理形成一層氧化硅層，該層能夠提高犧牲氧化層的厚度均勻性，縮短犧牲氧化工藝時間。最終通過熱氧化處理形成的氧化層表面平整度較好，提高了器件的可靠性和成品率，同時降低了器件的制造成本。
在上述步驟101之前，該方法還包括圖1中未示出的步驟100：
100、采用酸性溶液和氫氟溶液清洗所述硅晶片。
具體的該酸性溶液包括:、鹽酸、硝酸、氫氟酸(HF酸)及其混合溶液。
在具體應(yīng)用中，上述步驟100中將清洗后的硅晶片放入氧化爐，充入保護(hù)氣體，通過調(diào)節(jié)所述氧化爐內(nèi)的溫度，依次對所述硅晶片進(jìn)行第一退火處理、第二退火處理和熱氧化處理，具體包括以下子步驟：
1011、將清洗后的硅晶片放入氧化爐，充入保護(hù)氣體，將氧化爐 的溫度升至預(yù)設(shè)第一退火溫度，并保持所述預(yù)設(shè)第一退火溫度進(jìn)行第一退火處理。
在具體應(yīng)用中，所述保護(hù)氣體可以為：惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體。
其中，惰性氣體包括：氬氣和氮?dú)狻?/p>
所述保護(hù)氣體中，惰性氣體和氫氣的氣體流量比范圍是10:1-2:1；氨氣氣體和氫氣的氣體流量比范圍是1:1-2:1；惰性氣體、氨氣氣體和氫氣的流量范圍是0.1升/分鐘-20升/分鐘。
優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)第一退火處理溫度的范圍為700-800℃。
上述步驟1011通過在氧化工藝前增加第一次退火過程，減少了硅表面的缺陷和雜質(zhì)密度，降低了需要的犧牲氧化層厚度。
1012、在所述第一退火處理完成后，將所述氧化爐的溫度降至預(yù)設(shè)第二退火溫度，使用紫外燈照射所述硅晶片，充入氧氣，保持所述預(yù)設(shè)第二退火溫度進(jìn)行第二退火處理。
優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)第二退火處理溫度的范圍為300-500℃。
所述紫外燈照射所述硅晶片時的紫外線波長范圍為185nm和254nm。
上述步驟1012在第二退火過程中使用紫外線照射氧氣，可以生成強(qiáng)氧化劑(原子氧和臭氧)，強(qiáng)氧化劑能夠分解有機(jī)化合物，起到清潔硅表面的作用，同時能夠在相對于溫度低于預(yù)設(shè)第一退火溫度的低溫下即預(yù)設(shè)第二退火溫度形成一層氧化硅層，該層能夠提高犧牲氧化層的厚度均勻性，縮短犧牲氧化工藝時間。
1013、在所述第二退火處理完成后，停止所述紫外燈照射所述硅晶片，向所述氧化爐內(nèi)充入氧氣，將所述氧化爐溫度升溫至預(yù)設(shè)熱氧化溫度，保持所述預(yù)設(shè)熱氧化溫度進(jìn)行熱氧化處理。
具體的，所述熱氧化處理方式包括干氧氧化和濕氧氧化。
優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)熱氧化溫度的范圍為800-1200℃。
通過上述步驟1013最終形成的氧化層表面平整度較好，能夠提高器件的可靠性和成品率。
有上述步驟1011至1013可知，所述氧化爐內(nèi)熱預(yù)設(shè)熱氧化溫度高于第一退火處理溫度，所述第一退火處理溫度高于所述第二退火處理溫度。
上述方法通過對退火溫度以及熱氧化處理溫度的把控，以及整個流程工藝，縮短了形成犧牲氧化層的工藝時間，降低了器件的制造成本。
上述工藝過程中各項(xiàng)參數(shù)均為優(yōu)選的參數(shù)，本實(shí)施例不對其進(jìn)行具體限定。
本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。
最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。