《炬丰科技-半导体工艺》同质硅外延的晶圆表面清洁

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：同质硅外延的晶圆表面清洁

编号：JFKJ-21-177

作者：炬丰科技

摘要  

  本论文的目的是对低温原位研究使用ECR氢清洗过程等离子体技术和利用HF浸渍的非原位清洗工艺方法，适用于低温硅同质外延生长。负载锁定室安装在MS-CVD(多室化学气相色谱)上沉积反应器，以减少引入污染物的可能性这个系统。 选择ECR等离子体系统是因为它能较高密度的低能量离子，以良好的调节方式，与一种传统的射频系统。 氢气被选择因为它的质量轻，而且能与表面发生化学反应污染物。 在原位清理后的表面沉积外延层以及外延层的结构质量采用XTEM(横断面透射电镜)对涂层/衬底界面进行了研究透射电子显微镜)和RBS(卢瑟福背散光谱)技术。 使用二次离子质谱(SIMS)检测界面处的氧和碳污染物。过程变量，如直流偏置，清洗时间，微波功率和气体当原位ECR氢等离子体工艺在600°C时优化，无缺陷外延层与几乎看不见的界面获得了。 现场清洗温度对清洗效果的影响然后研究了25°C至660°C范围内的效率，并揭示了它在室温下可以沉积无缺陷的外延层1 b原地清洗。 采用HF浸渍法进行了非原位清洗考察了漂洗和干燥工艺的效果。 虽然清洗鼓励生长的天然表面氧化物的生长，它改善了所产生外延层的表面光洁度。该技术比旋干技术效率高。 当现场在600°C下进行了优化清洗，成功去除了自然表面氧化物。 当在660°C下重复进行原位清洗时，温度甚至更高有效去除晶圆表面的氧化物。 室温原位清洗可以有效地去除晶圆上的碳表面。 探讨了除氧除碳的反应机理进行了讨论。

介绍和背景    

  由于器件尺寸被缩小到亚微米的范围更高的集成密度和更好的电路性能，低温外延一直是微电子技术中的一个重要问题，并将继续发展下去在未来更加重要。 低温加工，其中包括原位清洗和外延沉积，不仅对未来很重要硅超大规模集成技术，以及基于硅的异质结构。 高温下的热暴露需要降低掺杂剂扩散和界面增宽，得到一个突变的和控制良好的掺杂过渡剖面。 此外,在异质结构，异质层可以在界面附近混合热加热时，会产生许多缺陷，如错配位错等生成的。 但是，低温处理不能挥发或只需加热基材即可溶解表面污染物，就像刚才做的那样在传统的高温外延生长中。 因此,预淀积表面清洁已成为成功生长的关键一步外延层。  略

论文结构    略

文献综述    略

ECR等离子体的基础   略

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