[发明专利]氧化硅生长系统、方法及半导体测试结构的制作方法

说明书

本发明提供一种氧化硅生长系统、方法及半导体测试结构的制作方法，所述氧化硅生长系统包括：反应腔室；支撑基座，位于所述反应腔室内，适于放置待测硅片；供气管路，与所述反应腔室内部相连通，适于向所述反应腔室内通入氧气；微波发生器，位于所述反应腔室顶部，适于产生微波，以将通入所述反应腔室内的氧气极化解离成氧等离子体。本发明的氧化硅生长系统通过微波发生器产生的微波将通入所述反应腔室内的氧气极化解离成氧等离子体，由于氧等离子体具有非常高的活性，与待测硅片反应的速率非常快，可以在较短的时间内在待测硅片表面生长所需厚度的氧化硅层，大大提高了测试效率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种氧化硅生长系统、方法及半导体测试结构的制作方法。

背景技术

目前，采用无损伤(non-destructive)方式测量外延层电阻率的方法主要有两种，分别是Air gap CV(ACV，气隙电容电压)和Air gap ac-SPV(AC-SPV，气隙表面光电压)。

其中，ACV采用常见的电容电压原理，可实现非接触式测量，然而，该方法具有一个较大的缺点：在测试的过程中，测试探针与待测硅片之间的间距过小，一般只有0.5μm左右，在这种情况下，待测硅片在快速移动过程中，容易碰撞到测试探针，造成待测硅片或测试探针的损失。

而AC-SPV是一种利用表面光电压测量外延层电阻率的手段，其测试探针与待测硅片之间的间距可以达到100μm以上，是一种相对安全的测量方式。AC-SPV的原理是：当待测硅片表面呈反型状态时，其耗尽层宽度是阻值的函数。然而，为了使p型待测硅片的表面反型，需要在待测硅片表面“撒”大量正电荷，同时，在测量过程中要保持电荷稳定。为了保持电荷表面稳定，需要在待测硅片表面形成一层电介质材料，一般是通过将待测硅片进行氧化以形成一层氧化硅层。在现有技术中，一般采用紫外光(UV)+起泡器(bubbler)水蒸气的方式在待测硅片表面生长湿氧氧化硅层，185nm的紫外光和氧气反应可以生长臭氧和更多的原子氧，254nm的紫外光和臭氧反应可以生长氧气和更多的原子氧，同时，水蒸气可以被185nm的紫外线分解生成OH-和H⁺；具体反应式如下：

O₂+185nmUV→O₃+O

O₃+254nmUV→O₂+O

H₂O+185nmUV→OH+H⁺

其中，原子氧和OH-均有助于提高所述待测硅片表面氧化硅层生长的速率。然而，即使这样，采用紫外光光照的方式生长湿氧氧化硅层的效率依然很低，生长5～10nm的氧化硅层需要至少25分钟，这必然会严重影响机台的吞吐量(throughput)，大大降低测试效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种氧化硅生长系统、方法及半导体测试结构的制作方法，用于解决现有技术中采用紫外光(UV)+起泡器(bubbler)水蒸气的方式在待测硅片表面生长湿氧氧化硅层而存在的氧化硅层生长效率较低，从而导致测试效率低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种氧化硅生长系统，所述氧化硅生长系统包括：

反应腔室；

支撑基座，位于所述反应腔室内，适于放置待测硅片；

供气管路，与所述反应腔室内部相连通，适于向所述反应腔室内通入氧气；

微波发生器，位于所述反应腔室顶部，适于产生微波，以将通入所述反应腔室内的氧气极化解离成氧等离子体。

作为本发明的氧化硅生长系统的一种优选方案，所述微波发生器的频率为2GHz～3GHz；所述微波发生器的功率为100W～1000W。