一种硅片及其加工方法与流程

本申请涉及半导体制造，具体涉及一种硅片及其加工方法。

背景技术：

1、随着半导体产业的发展，半导体材料硅的需求量日益增大，同时也对硅的质量及产品提出了更高的要求。硅半导体材料的发展已进入成熟阶段，其广泛的应用前景一直备受在国内外关注。硅片半导体中体微缺陷(bulk micro defect，bmd)密度对于元器件良率同时具有有益及有害地影响。在元器件的制作过程中，bmd可以吸附一些金属杂质(如cu、fe、na等快速扩散元素)，简称内吸杂，所以在硅片加工过程中如何提高bmd密度的数量是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种硅片的加工方法，可以提高体微缺陷密度；本申请还提供一种硅片，采用上述硅片的加工方法制备得到，具有较高的体微缺陷密度。

2、本申请实施例提供一种硅片的加工方法，用于加工待处理的硅片，所述加工方法包括：

3、对所述硅片进行减薄处理；

4、将减薄处理后的所述硅片进行退火处理；

5、将经过退火处理后的所述硅片进行边抛处理；

6、所述退火处理具有退火时间t0，所述退火处理具有退火温度t0，满足：3.6℃/min<t0/t0<5.6℃/min。

7、在一些实施方式中，所述退火时间t0的范围为120～180min。

8、在一些实施方式中，所述退火处理具有退火温度t0，所述退火温度t0的范围为655～665℃。

9、在一些实施方式中，在对所述硅片进行减薄处理之后，还包括：

10、对减薄处理后的所述硅片进行减薄后清洗；

11、将清洗后的所述硅片放置在退火炉中，使所述退火炉由第一温度t1升温至退火温度t0。

12、在一些实施方式中，所述第一温度t1的范围为600～620℃。

13、在一些实施方式中，所述升温的时间为3～8min。

14、在一些实施方式中，所述升温的速率为1～5℃/min。

15、在一些实施方式中，在将退火处理后的所述硅片进行边抛处理之前，还包括：

16、将退火炉由所述退火温度t0降温至第二温度t2；

17、对退火处理后的所述硅片进行退火后清洗。

18、在一些实施方式中，所述第二温度t2的范围为600～620。

19、在一些实施方式中，所述降温的时间为3～8min。

20、在一些实施方式中，所述降温的速率为3～8℃/min。

21、在一些实施方式中，所述退火处理具有退火时间t0，所述减薄处理具有减薄时间t3，所述边抛处理具有边抛时间t4，满足：t3≤t4<t0。

22、在一些实施方式中，所述减薄时间t3的范围为3～5min。

23、在一些实施方式中，所述边抛时间t4的范围为5～8min。

24、在一些实施方式中，在对所述硅片进行减薄处理之前，还包括：

25、采用腐蚀液对所述硅片进行腐蚀处理；

26、对腐蚀处理后的所述硅片进行腐蚀后清洗。

27、在一些实施方式中，所述腐蚀液包括氢氟酸、硝酸以及醋酸；以所述腐蚀液的总质量计，所述氢氟酸的质量百分比为20～30％，所述硝酸的质量百分比为20～30％，所述醋酸的质量百分比为50～60％。

28、在一些实施方式中，所述待处理的硅片通过以下步骤得到：

29、提供硅源；

30、将所述硅源放置在石英坩埚中，进行拉晶生长，得到晶棒；

31、切割所述晶棒，得到所述待处理的硅片。

32、在一些实施方式中，所述石英坩埚的加热功率为20～80kw。

33、在一些实施方式中，所述石英坩埚的转速为8～20rpm。

34、在一些实施方式中，所述硅片的氧含量为11.8～13.9ppma。

35、相应的，本申请提供一种硅片，采用如前所述的加工方法制备得到硅片，所述硅片的体微缺陷的密度范围为4e9～1e10ea/cm3。

36、本申请的有益效果在于：

37、可以理解的是，在cz硅晶体从生长到冷却至室温的过程中，由于生长区温度高于成核区，生成的原生氧沉淀(bmd)的量很少，绝大部分氧以间隙态存在。而在器件制备过程中，硅片会在各种不同的温度区间经历不同的时间，晶体中的间隙氧逐渐达到平衡状态,过饱和的间隙氧原子聚集形成氧沉淀(bmd)。本申请提供的硅片的加工方法，通过将减薄处理后的硅片进行退火处理，可以提高体微缺陷的密度，通过控制退火处理的时间和温度之间的比值满足：3.6℃/min<t0/t0<5.6℃/min，可以进一步提高体微缺陷的密度。

38、本申请提供的一种硅片，采用如前所述的硅片的加工方法制备得到，硅片的体微缺陷的密度范围为4e9～1e10ea/cm3，提升了硅片材料的性能。

技术特征：

1.一种硅片的加工方法，其特征在于，用于加工待处理的硅片，所述加工方法包括：

2.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述退火时间t0的范围为120～180min；和/或，

3.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，在对所述硅片进行减薄处理之后，还包括：

4.根据权利要求3所述的硅片的加工方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，在将退火处理后的所述硅片进行边抛处理之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述第二温度t2的范围为600～620℃；和/或，

7.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述减薄处理具有减薄时间t3，所述边抛处理具有边抛时间t4，满足：t3≤t4<t0。

8.根据权利要求7所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述减薄时间t3的范围为3～5min；和/或，

9.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，在对所述硅片进行减薄处理之前，还包括：

10.根据权利要求9所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述腐蚀液包括氢氟酸、硝酸以及醋酸；以所述腐蚀液的总质量计，所述氢氟酸的质量百分比为20～30％，所述硝酸的质量百分比为20～30％，所述醋酸的质量百分比为50～60％。

11.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述待处理的硅片通过以下步骤得到：

12.根据权利要求11所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述石英坩埚的加热功率为20～80kw；和/或，

13.根据权利要求1所述的硅片的加工方法，其特征在于，所述硅片的氧含量为11.8～13.9ppma。

14.一种硅片，其特征在于，采用如权利要求1～13中任一项所述的加工方法制备得到硅片，所述硅片的体微缺陷的密度范围为4e9～1e10ea/cm3。

技术总结本申请公开了一种硅片及其加工方法。硅片加工方法，用于加工待处理的硅片，包括：对硅片进行减薄处理；将减薄处理后的硅片进行退火处理；将经过退火处理后的硅片进行边抛处理，退火时间t<subgt;0</subgt;，退火温度T<subgt;0</subgt;，满足：3.6℃/min<T<subgt;0</subgt;/t<subgt;0</subgt;<5.6℃/min。由于在CZ硅晶体从生长到冷却至室温的过程中，由于生长区温度高于成核区，生成的原生氧沉淀的量很少，绝大部分氧以间隙态存在。而在器件制备过程中，硅片会在各种不同的温度区间经历不同的时间，晶体中的间隙氧逐渐达到平衡状态,过饱和的间隙氧原子聚集形成氧沉淀。本申请提供的硅片的加工方法，通过将减薄处理后的硅片进行退火处理，可以提高硅片中体微缺陷的密度。技术研发人员：徐平,曹锦伟,谢江华,林涛受保护的技术使用者：中环领先半导体科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9