犧牲氧化層的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種犧牲氧化層的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在硅器件的制造過程中，通常需要涉及離子注入和高溫驅(qū)入等工藝流程。而這些工藝流程往往會對半導體晶片的表面造成損傷，形成一層損傷層。該損傷層會直接影響到基于該晶片制成的器件的電學性能和可靠性。因此，為了改善被損傷的半導體的表面形貌，提高器件性能，需要對半導體的表面進行處理，以去除所述損傷層。目前常用的一種表面處理方法為:通過熱氧化在半導體晶片表面形成一層犧牲氧化層，再通過某種工藝流程，例如，濕法腐蝕的方式，去除該犧牲氧化層。
[0003]但是，上述方案通常對犧牲氧化層的厚度均勻性要求很高。如果犧牲氧化層的厚度不均勻，則可能導致在去除該犧牲氧化層后，半導體的表面將呈現(xiàn)凹凸不平的形貌，導致器件的器件性能和可靠性降低。因此相應的，如何提高該犧牲氧化層的厚度均勻性成為當前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種犧牲氧化層的形成方法，用于解決基于現(xiàn)有方案形成的犧牲氧化層的厚度均勻性不高的問題。
[0005]本發(fā)明提供一種犧牲氧化層的形成方法，包括:
[0006]以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，根據(jù)預設的退火溫度，對半導體晶片進行退火處理；
[0007]根據(jù)預設的氧化溫度，通過熱氧化處理，在所述半導體晶片的表面上形成犧牲氧化層。
[0008]本發(fā)明提供的犧牲氧化層的形成方法，通過以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對半導體晶片進行退火處理后，在所述半導體晶片的表面上形成犧牲氧化層的技術(shù)方案，有效提高犧牲氧化層的厚度均勻性。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例一提供的犧牲氧化層的形成方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0011]圖1為本發(fā)明實施例一提供的犧牲氧化層的形成方法的流程示意圖，如圖1所示，所述方法包括:
[0012]101、以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，根據(jù)預設的退火溫度，對半導體晶片進行退火處理。
[0013]在實際工藝中，可以將半導體晶片放入氧化爐中，向所述氧化爐中充入惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，并將所述氧化爐升溫至所述退火溫度，具體的，可以將所述退火溫度設為700攝氏度(°C)?950°C，保持溫度進行退火處理。
[0014]其中，所述保護氣體中的惰性氣體，能夠防止半導體和氧化爐內(nèi)的殘余氣體發(fā)生反應，從而避免在半導體表面生成不均勻的氧化層，影響犧牲氧化層的質(zhì)量。具體的，在本實施例中，所述惰性氣體可以包括氬氣和/或氮氣。也就是說，所述惰性氣體可以包括氬氣；或者，所述惰性氣體可以包括氮氣；再或者，所述惰性氣體可以包括氮氣和氬氣，本實施例在此不對其進行限制。
[0015]再具體的，本實施例中所述保護氣體中的所述惰性氣體、所述氨氣和所述氫氣的氣體流量可以為0.1升/分鐘?20升/分鐘。需要說明的是，所述保護氣體中各氣體的氣體流量可以相同，也可以不同，本實施例并未對其進行限制。
[0016]可選的，所述保護氣體中的惰性氣體:氫氣的氣體流量比可以為10:1?2:1。再可選的，所述保護氣體中的氨氣:氫氣的氣體流量比可以為1:1?2:1。再具體的，本實施例中，在所述退火處理過程中的氣壓可以為0.5bar?Ibar。
[0017]在實際應用中，為了進一步提高犧牲氧化層的厚度均勻性和平整度，在對半導體晶片進行退火處理之前，通常先對半導體晶片進行清洗，相應的，在101之前，所述方法還可以包括:
[0018]使用酸性溶液清洗所述半導體晶片。
[0019]其中，所述酸性溶液可以包括硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸中的一種或多種的組合。也就是說，所述酸性溶液可以包括上述各種溶液中的任一種，或者，也可以包括上述各種溶液中的任意兩種或兩種以上溶液的組合，本實施例在此不對其進行限制。
[0020]通過上述實施方式，能夠在對半導體晶片表面進行處理之前，去除半導體晶片表面附著的雜質(zhì)，防止雜質(zhì)在之后的熱氧化過程中與半導體發(fā)生反應，導致的在半導體表面形成缺陷，進而進一步提高犧牲氧化層的厚度均勻性和平整度。
[0021]102、根據(jù)預設的氧化溫度，通過熱氧化處理，在所述半導體晶片的表面上形成犧牲氧化層。
[0022]其中，所述熱氧化處理的方式具體可以包括干氧氧化處理和濕氧氧化處理。具體的，在實際工藝中，可以在進行退火處理后，向所述氧化爐中充入氧氣，將所述氧化爐升溫至所述氧化溫度，具體的，可以將所述氧化溫度設為800°C?1200°C，保持溫度進行熱氧化處理。
[0023]其中，所述保護氣體中的惰性氣體，能夠防止半導體和氧化爐內(nèi)的殘余氣體發(fā)生反應，在表面生成不均勻的氧化層，影響犧牲氧化層的質(zhì)量。具體的，在本實施例中，所述惰性氣體可以包括氬氣和/或氮氣。
[0024]具體的，在所述熱氧化處理過程中的氣壓可以為0.5bar?Ibar。
[0025]可選的，所述半導體晶片的類型可以包括N型半導體襯底和P型半導體襯底。再可選的，所述半導體晶片的類型還可以包括在半導體襯底上生長了一層或多層半導體薄膜的外延片。
[0026]其中，所述半導體晶片可以為半導體元素，例如單晶硅、多晶硅或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以為混合的半導體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導體或其組合。本實施例在此不對其進行限制。
[0027]在實際應用中，為了保證犧牲氧化層的可靠性和穩(wěn)定性，在102之后，可以將所述氧化爐內(nèi)充入惰性氣體，以使半導體晶片的溫度由所述氧化溫度降至室溫。
[0028]需要說明的是，上述實施方式中的惰性氣體與101中所述保護氣體中的惰性氣體可以采用相同的氣體，也可以采用不同的氣體，本實施例在此并未對其進行限制。
[0029]在實際應用中，犧牲氧化層的厚度均勻性與形成犧牲氧化層前的半導體表面的缺陷和雜質(zhì)密度有關(guān)。本實施例提供的犧牲氧化層的形成方法，通過以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對半導體晶片進行退火處理，從而有效減少半導體表面的缺陷和雜質(zhì)密度，進而提高在該半導體表面上形成的犧牲氧化層的厚度均勻性。
[0030]此外，基于本實施例提供的犧牲氧化層的形成方法，在有效提高犧牲氧化層的厚度均勻性的基礎上，無需為了完全去除半導體表面的損傷層，而花費較長的工藝時間在半導體表面上形成較厚的犧牲氧化層，從而降低了犧牲氧化層的厚度，縮短了工藝時間，并且基于本實施例形成的犧牲氧化層的平整度較好，因此能夠有效提高器件的可靠性和成品率。
[0031]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0032]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種犧牲氧化層的形成方法，其特征在于，包括: 以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，根據(jù)預設的退火溫度，對半導體晶片進行退火處理； 根據(jù)預設的氧化溫度，通過熱氧化處理，在所述半導體晶片的表面上形成犧牲氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對半導體晶片進行退火處理之前，還包括: 使用酸性溶液清洗所述半導體晶片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液包括硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護氣體中的惰性氣體:氫氣的氣體流量比為10:1?2:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護氣體中的氨氣:氫氣的氣體流量比為1:1?2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述保護氣體中的所述惰性氣體、所述氨氣和所述氫氣的氣體流量為0.1升/分鐘?20升/分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述熱氧化處理的方式包括干氧氧化處理和濕氧氧化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體包括氬氣和/或氮氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火溫度為700°C?950°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化溫度為800°C?1200°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火處理和所述熱氧化處理過程中的氣壓為0.5bar?lbar。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體晶片的類型包括N型半導體襯底和P型半導體襯底。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體晶片的類型包括在半導體襯底上生長了一層或多層半導體薄膜的外延片。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種犧牲氧化層的形成方法，包括：以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，根據(jù)預設的退火溫度，對半導體晶片進行退火處理；根據(jù)預設的氧化溫度，通過熱氧化處理，在所述半導體晶片的表面上形成犧牲氧化層。通過本發(fā)明提供的犧牲氧化層的形成方法，能夠有效提高犧牲氧化層的厚度均勻性。
【IPC分類】H01L21-316
【公開號】CN104810278
【申請?zhí)枴緾N201410042913
【發(fā)明人】李理, 馬萬里, 趙圣哲
【申請人】北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月29日