[发明专利]一种检测半导体材料中缺陷的方法在审
| 申请号： | 202110407842.9 | 申请日： | 2021-04-15 |
| 公开（公告）号： | CN113394126A | 公开（公告）日： | 2021-09-14 |
| 发明（设计）人： | 薛忠营;刘赟;魏星 | 申请（专利权）人： | 上海新昇半导体科技有限公司;中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 主分类号： | H01L21/66 | 分类号： | H01L21/66;H01L21/3065;H01L21/311 |
| 代理公司： | 北京磐华捷成知识产权代理有限公司 11851 | 代理人： | 谢栒 |
| 地址： | 201306 上海市浦东新区中国（*** | 国省代码： | 上海;31 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 检测 半导体材料 缺陷 方法 | ||
本申请公开了一种检测半导体材料中缺陷的方法，所述方法包括：通过HF蚀刻液对半导体材料的表面进行清洗，以去除所述半导体材料表面的氧化层；对去除所述氧化层的所述半导体材料进行蚀刻，以显现所述半导体材料中的缺陷；对蚀刻后的所述半导体材料的水平表面进行光散射扫描，以确定所述半导体材料中存在的缺陷。在所述方法中先通过HF清洗去除半导体材料表面氧化层，然后再对所述半导体材料进行蚀刻，以显现半导体材料中的原生缺陷，通过所述方法可以探测到目前H2高温烘焙中未被显现的缺陷，半导体材料的区域缺陷密度大幅提高，可以提高气相刻蚀方法的探测精度。
技术领域
本申请涉及硅晶体缺陷领域，具体而言涉及一种检测半导体材料中缺陷的方法。
背景技术
单晶硅是集成电路器件最重要的衬底材料，而在硅晶体生长和冷却过程中产生的原生缺陷会极大地影响器件性能。缺陷的表征对研究单晶硅中的缺陷形成和控制生长无缺陷单晶硅具有重大意义。
单晶硅原生缺陷表征方法复杂多样，在众多表征方法中，气相显现方法具有周期短、表征缺陷类型全面和工艺简单等优点，因此可用于晶体中缺陷生长监控。通常气相显现方法在刻蚀之前需要去除晶体表面的自然氧化层，一般利用高温下(1000℃)氢气(H2)加热烘焙去除氧化层。但是在加热烘焙阶段一些小尺寸的原生缺陷在高温H2气氛下易被溶解，从而使得气相显现方法的准确度降低。
因此需要进行改进，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种检测半导体材料中缺陷的方法，所述方法包括：
通过HF蚀刻液对半导体材料的表面进行清洗，以去除所述半导体材料表面的氧化层；
对去除所述氧化层的所述半导体材料进行蚀刻，以显现所述半导体材料中的缺陷；
对蚀刻后的所述半导体材料的水平表面进行光散射扫描，以确定所述半导体材料中存在的缺陷。
可选地，所述HF蚀刻液的浓度为0.1wt％-1wt％。
可选地，所述HF蚀刻液的浓度为0.3wt％。
可选地，所述HF蚀刻液对半导体材料的表面进行清洗的时间为5min -10min。
可选地，通过HCl气体对去除所述氧化层的所述半导体材料进行蚀刻。
可选地，对去除所述氧化层的所述半导体材料进行蚀刻的温度为700℃ -1000℃。
可选地，对去除所述氧化层的所述半导体材料进行蚀刻的时间为 10s-1000s。
可选地，所述半导体材料中存在的缺陷包括缺陷的类型和/或每种缺陷在水平面上存在的缺陷区间。
可选地，所述缺陷的类型包括孔洞、氧沉淀、自间隙原子聚集缺陷和错位缺陷。
可选地，所述缺陷区间包括空位聚集区、氧化诱生层错区、纯净空位区、纯净自间隙原子区和自间隙原子聚集区。
可选地，对蚀刻后的所述半导体材料的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；
根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定半导体材料中存在的缺陷。
为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了一种检测半导体材料中缺陷的方法，在所述方法中先通过HF清洗去除半导体材料表面氧化层，然后再对所述半导体材料进行蚀刻，以显现半导体材料中的原生缺陷，通过所述方法可以探测到目前H2高温烘焙中未被显现的缺陷，半导体材料的区域缺陷密度大幅提高，可以提高气相刻蚀方法的探测精度。
附图说明
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于上海新昇半导体科技有限公司;中国科学院上海微系统与信息技术研究所，未经上海新昇半导体科技有限公司;中国科学院上海微系统与信息技术研究所许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202110407842.9/2.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 专利分类
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
