改善硅片电阻率性能的预处理方法技术

一种改善硅片电阻率性能的预处理方法，包括步骤1：利用研磨机对硅片表面进行打磨，以使硅片表面平整；步骤2：将打磨好的硅片浸没在预先制备的碱腐蚀液中进行碱洗；步骤3：将碱洗后的硅片浸没在预先制备的混酸溶液中进行第一次酸洗；步骤4：对酸洗后的硅片进行氧化热处理和快速冷却，以去除硅片中的热施主；步骤5：将冷却后的硅片通过混酸溶液进行第二次酸洗，得到用于进行电阻率性能测试的硅片。本方案能够提高硅片的电阻率稳定性，并能够通过去热施主的方式还原出硅片的真实电阻率，提高硅片电阻率检测的准确性。率检测的准确性。率检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
改善硅片电阻率性能的预处理方法


[0001]本专利技术涉及半导体材料
，特别涉及一种改善硅片电阻率性能的预处理方法。

技术介绍

[0002]硅单晶的电阻率与半导体器件有着密切的联系，尤其是电阻率的稳定性。当硅单晶电阻率波动较大时，严重时会导致器件击穿电压降低，进而降低器件的成品率，影响器件的设计制造。
[0003]常规检测单晶的电阻率之前，会对硅片进行退火和喷砂处理，其中退火是由于拉晶过程中450
‑
550℃的低温热处理引入了热施主，导致轻掺样品的电阻率偏离目标值，电阻率准确度较低。为了消除热施主恢复真实电阻率，需要对硅片进行650℃热处理。因为硅片经历了热氧化过程，其表面会覆盖一层致密的氧化薄膜，需要通过喷砂或研磨去除表面氧化层。然而，这种通过喷砂或研磨的方式虽然能够在一定程度上去除氧化层，但由于前期评价电阻率所用样片为截断后硅片，表面状态较差，存在锯齿痕迹、脏污、金属杂质等，所以导致所测电阻率仍然会受到硅片表面状态的影响，电阻率测试波动大，稳定性差且准确度较低，使得器件制造受到很大限制。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种改善硅片电阻率性能的预处理方法，以提高硅片的电阻率稳定性和准确性。
[0005]本专利技术实施例提供了一种改善硅片电阻率性能的预处理方法，包括以下步骤：步骤1：利用研磨机对硅片表面进行打磨，以使硅片表面平整；步骤2：将打磨好的硅片浸没在预先制备的碱腐蚀液中进行碱洗；步骤3：将碱洗后的硅片浸没在预先制备的混酸溶液中进行第一次酸洗；步骤4：对酸洗后的硅片进行氧化热处理和快速冷却 ，以去除硅片中的热施主；步骤5：将冷却后的硅片通过所述混酸溶液进行第二次酸洗，得到用于进行电阻率性能测试的硅片。
[0006]优选的，所述步骤1中，利用研磨液在转盘高速运转下对硅片进行打磨；其中，所述研磨液为由1500目研磨砂、氧化铝悬浮液和水组成的混合溶液，且混合比例为1500目研磨砂：氧化铝悬浮液：水=5～10kg：2～5L：10～15L。
[0007]优选的，所述步骤1中，在所述研磨机中使用金刚砂磨头对硅片进行打磨。
[0008]优选的，所述步骤1中，研磨机对硅片的研磨去除量为100～300μm。
[0009]优选的，所述步骤2具体包括：将打磨好的硅片放入所述碱腐蚀液中超声5～10min。
[0010]优选的，所述碱腐蚀液为由质量分数49%的氢氧化钠、去离子水和界面活性剂按照体积比为35～40：221：0.1～0.5组成的混合溶液。
[0011]优选的，所述步骤3中的第一次酸洗和所述步骤5中的第二次酸洗的酸洗条件均为：硅片完全浸没在所述混酸溶液中反应2
‑
3min。
[0012]优选的，所述混酸溶液为由质量分数49%的氢氟酸、质量分数70%的硝酸、质量分数99%的醋酸和去离子水按照体积比为1：3～4：2～5：5～8组成的混合溶液。
[0013]优选的，所述步骤4具体包括：氧化前，将氧化退火炉以600～800℃的预热温度预热20min；将第一次酸洗后的硅片放置在石英舟内，并将该石英舟转移至所述氧化退火炉内氧化退火30min～120min；退火结束后将石英舟取出，用风扇对硅片进行快速降温，冷却30min～50min后关闭风扇。
[0014]优选的，在对硅片进行酸洗或碱洗之后，均利用溢流的去离子水对硅片进行冲洗。
[0015]由上述技术方案可知，本专利技术实施例提供的改善硅片电阻率性能的预处理方法中包括了研磨、碱洗、第一次酸洗、热处理以及第二次酸洗等处理过程。研磨的方式能够使得硅片表面平整，碱洗能够去除硅片表面的油脂脏污，混酸去除了金属杂质和损伤层，使硅片体内应力得到释放，如此能够使得硅片表面达到一种较为理想的状态，降低了硅片表面状态对电阻率的影响。进一步，通过热处理并再次以混酸去除氧化层，能够消除热施主，恢复真实电阻率。由此可见，通过本方案能够提高硅片的检测准确性，而且由于降低了硅片表面状态对电阻率稳定性的影响，因此能够大大提高电阻率的稳定性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种改善硅片电阻率性能的预处理方法的流程图。
[0017]图2为一种硅片打磨前的表面图。
[0018]图3为一种硅片打磨后的表面图。
具体实施方式
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]参见图1，本专利技术实施例提供了一种改善硅片电阻率性能的预处理方法，包括以下步骤：步骤1：利用研磨机对硅片表面进行打磨，以使硅片表面平整；步骤2：将打磨好的硅片浸没在预先制备的碱腐蚀液中进行碱洗；步骤3：将碱洗后的硅片浸没在预先制备的混酸溶液中进行第一次酸洗；步骤4：对酸洗后的硅片进行氧化热处理和快速冷却 ，以去除硅片中的热施主；步骤5：将冷却后的硅片通过混酸溶液进行第二次酸洗，得到用于进行电阻率性能测试的硅片。
[0021]本专利技术旨在解决电阻率测试不稳定，准确度低，径向电阻率分布不均匀等问题，相比常规检测电阻率使用热处理和喷砂的前处理方法，本专利所用的预处理方法包括研磨、碱洗、混酸抛光、热处理、混酸抛光等五步。为使样片电阻率测试稳定，不受表面状态影响，
本实施例利用研磨使样品表面平整，再通过碱洗去除表面油脂脏污，混酸去除金属杂质和损伤层，使硅片体内应力释放等多步来使样片表面达到一种较为理想的状态，最后经过热处理还原真实电阻率，再以混酸去除氧化层，从而得到稳定的电阻率值。
[0022]在一种实施例中，步骤1对硅片进行打磨时可以采用两种方式：方式一：利用研磨液在转盘高速运转下对硅片进行打磨；其中，研磨液为由1500目研磨砂、氧化铝悬浮液和水组成的混合溶液，且混合比例为1500目研磨砂：氧化铝悬浮液：水=5～10kg：2～5L：10～15L。
[0023]方式二：在研磨机中使用金刚砂磨头对硅片进行打磨。
[0024]本实施例中，方式一采用研磨液对硅片进行打磨，方式二采用金刚砂磨头对硅片进行打磨。方式一能够同时对多个硅片进行打磨处理，具有较高的打磨效率，因此在实际的批量生产中，方式一更加具有优势。而对于少量的用于进行测试的硅片可以采用方式二进行打磨，方式二不使用研磨液，能够满足少量测试硅片的打磨需求，而且能够节省研磨液所形成的成本。
[0025]此外，由于硅片在截断后表面状态较差，呈现高低不平，而且相差在100
‑
300μm之间，因此，考虑根据具体的硅片表面状态，将研磨机对硅片的研磨去除量控制在100～300μm。
[0026]如图2和图3所示，为本方案采用金刚砂磨头进行打磨后的硅片表面，打磨后硅片的平整度得到了显著改善。而且打磨前硅片正反中心两次测量厚度偏差为4.5%，而打磨后硅片正反中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善硅片电阻率性能的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用研磨机对硅片表面进行打磨，以使硅片表面平整；步骤2：将打磨好的硅片浸没在预先制备的碱腐蚀液中进行碱洗；步骤3：将碱洗后的硅片浸没在预先制备的混酸溶液中进行第一次酸洗；步骤4：对酸洗后的硅片进行氧化热处理和快速冷却 ，以去除硅片中的热施主；步骤5：将冷却后的硅片通过所述混酸溶液进行第二次酸洗，得到用于进行电阻率性能测试的硅片。2.根据权利要求1所述的改善硅片电阻率性能的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，利用研磨液在转盘高速运转下对硅片进行打磨；其中，所述研磨液为由1500目研磨砂、氧化铝悬浮液和水组成的混合溶液，且混合比例为1500目研磨砂：氧化铝悬浮液：水=5～10kg：2～5L：10～15L。3.根据权利要求1所述的改善硅片电阻率性能的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，在所述研磨机中使用金刚砂磨头对硅片进行打磨。4.根据权利要求2或3所述的改善硅片电阻率性能的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，研磨机对硅片的研磨去除量为100～300μm。5.根据权利要求1所述的改善硅片电阻率性能的预处理方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：将打磨好的硅片放入所述碱腐蚀液中超声5～10min。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王若男，芮阳，祁海滨，徐佳美，冉泽平，徐慶晧，王黎光，曹启刚，王忠保，赵泽慧，
申请(专利权)人：宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：