[发明专利]一种用于去除硅晶片表面氧沉积物的硅晶片退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅晶片的退火方法，特别涉及一种用于去除硅晶片表面氧沉积物的硅晶片退火方法。

背景技术

在硅单晶的拉制过程中，由于高温作用，部分石英坩埚物进入硅熔体中，因而硅单晶中存在有一定浓度的氧杂质。在液态硅变为固态单晶及其后硅单晶的冷却过程中，氧原子作为杂质中心，导致了SiOx析出物、氧化诱生层错OiSF（Oxide induced stacking fault）等不同类型缺陷的产生，这种缺陷对于硅片的后续使用造成各种问题。

为消除SiOx析出物、氧化诱生层错OiSF等缺陷的影响，提高后续制程的良率，采用在Ar气气氛下退火的方式在硅晶片表面形成一层无缺陷的区域，同时内部缺陷密度增加。1993年，日本东芝公司进一步开发出了“高温氢处理技术”，即在H₂气气氛中而非传统的Ar气气氛中进行退火。研究表明，H₂气和Ar气在高温下能促进硅片中氧向外扩散，从而在硅片表面形成一层洁净区，减少或消除与氧有关的晶体缺陷，提高硅片质量。在传统的Ar气气氛下退火，硅片中不会引入其它杂质，但对氧的去除效果则稍差；氢气气氛下的退火，由于具有还原性的H₂气的存在，去除氧的效果更加理想，但容易使氢进入到硅片中，导致硅片机械性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的高效且不易引入杂质的退火方式，保证去氧效果的同时不降低硅片的机械性能。为达到以上目的，本发明采用CO气体作为退火的气氛，CO具有还原性，所以除氧效果较为理想；同时由于其分子直径要远大于氢气的分子直径，因而在退火过程中不易扩散进入到硅单晶中，所以不会引入新的杂质氢而降低硅晶片的机械性能。具体技术方案是，一种用于去除硅晶片表面氧沉积物的硅晶片退火方法，其特征在于：步骤为

⑴、对马弗炉进行温度设定，温度设定如下：2.5小时由室温升温至850℃，保持850℃4小时，以140℃/h的速率降温至室温停炉；

⑵、将硅片放置于石英架上，石英架放置于马弗炉内；

⑶、开机前以40~60slpm流量向马弗炉通入CO气体将马弗炉内空气置换，置换时间20~30分钟； 

⑷、置换完成后，以40~60slpm流量通入纯CO气体并开机自动运行，气氛压力为常压；

[5]、退火完成后将硅片和石英架取出。

本发明的技术特点是保证去氧效果的同时不会在硅晶片中引入氢而降低硅晶片的机械性能。

具体实施方式

按照温度曲线的要求设定马弗炉的升降温过程，将硅片放置于石英架上，之后将石英架放置于马弗炉内。

开机前用CO气体大约20分钟将马弗炉内空气置换，之后以60slpm流量通入CO气体并开机自动运行；温度设定如下：2.5小时由室温升温至850℃，保持850℃4小时后，以140℃/h的速率降温至室温停炉，退火完成后将硅片和石英架取出。