[发明专利]一种兼容多尺寸硅外延测试片的制备方法在审

专利信息
申请号: 201410570923.0 申请日: 2014-10-23
公开(公告)号: CN104282595A 公开(公告)日: 2015-01-14
发明(设计)人: 王文林;陈涛;高航;李明达 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第四十六研究所
主分类号: H01L21/66 分类号: H01L21/66
代理公司: 天津中环专利商标代理有限公司 12105 代理人: 王凤英
地址: 300220*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 兼容 尺寸 外延 测试 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体材料的制备工艺技术,尤其涉及一种兼容多尺寸硅外延测试片的制备方法。

背景技术

硅外延片作为一种性能优良的半导体材料,在集成电路和半导体分立器件领域中有着广泛的应用。制备硅外延片的主要方法是在硅单晶衬底上化学气相沉积硅单晶薄层材料。评价外延片质量的两项关键指标是厚度和电阻率,在外延生产工艺的前期调试过程以及日常生产的质量控制中都需要及时对挑选的外延测试片进行测量。其中对外延片电阻率的测量主要采用电容-电压法,需要对选用的测试片提前进行表面氧化处理。表面处理工艺是采用HF将外延片表面的自然氧化层漂洗干净,对导电类型为P型的测试片可直接测量,而对导电类型为N型的测试片还需通过湿法氧化法在外延片表面生成一层均匀氧化层,再进行测量。

为满足不同客户的需求,在制造过程中会同时生产多个尺寸(如4英寸、5英寸、6英寸甚至8英寸)的外延产品。对于相同导电类型的外延片,制备不同尺寸的外延测试片可采用相同的表面处理工艺,不同尺寸的硅外延片的表面处理工艺完全相同,但现在市售的装片花篮无法兼容不同尺寸的硅外延片,因此需要为不同尺寸的硅外延测试片准备对应尺寸的花篮,导致每次只能对单一尺寸的硅外延测试片进行处理,严重增加了生产物料和时间成本,极大影响了整个生产的进度。因此寻求一种迅速简便,且能兼容多个尺寸测试片的制备方法具有很强的实用价值,但在目前未见到相关报道和产品出售。

发明内容

本发明的目的是解决当前生产效率低下的问题,提供一种兼容多尺寸硅外延测试片的制备方法,通过在原有的大尺寸装片花篮中组合装配特定数量的小尺寸夹具以承载小尺寸的硅外延测试片,由此适应了工业生产过程中需要对多片数、多尺寸的硅外延片同时进行表面处理的需要,可大大缩短制备时间,节省生产成本,减少工序,降低操作安全风险。

本发明是通过如下技术方案实现的:一种兼容多尺寸硅外延测试片的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤一.夹具安装:取一个大尺寸装片花篮,根据需要制备的小尺寸测试片的片数和尺寸选择对应数量和尺寸的夹具,将选择好的小尺寸测试片的夹具一一对应大尺寸装片花篮两侧的卡槽紧密插接啮合;

步骤二.外延片装配:将不同尺寸外延片分别装配在大尺寸装片花篮的卡槽和相应的小尺寸测试片夹具的卡槽中;

步骤三.外延片表面处理:采用HF溶液将硅外延测试片表面的自然氧化层漂洗干净,用去离子水将外延片表面冲洗干净,对于导电类型为P型的硅外延测试片甩干或用氮气吹干备测;对于导电类型为N型的硅外延测试片,要保持全部硅外延测试片浸没于H2O2热溶液中氧化处理,使其表面生成一层均匀的氧化层,再用去离子水将硅外延测试片表面冲洗干净,甩干或用氮气吹干备测;

步骤四.测试外延片厚度和电阻率:表面处理过的测试片依次进行厚度和电阻率测试。

本发明所述的HF溶液的浓度为10%~40%,漂洗时间为30~120 s;所述的H2O2溶液的温度为75~90℃,浓度为10%~20%,热氧化时间为8~13 min。

本发明的有益效果是:提供了一种兼容多尺寸硅外延测试片的制备方法,该方法简单快速、有效实用、可操作性强,尤其适宜于工业生产中需要同时制备多片数、多尺寸的外延测试片,大大提高生产效率,节省了大量的人力和时间。

附图说明

图1和图2分别为两个实施例中装片花篮中不同尺寸硅外延测试片装配位置的俯视图;图中1#为承托4英寸硅外延片的夹具卡槽位置;2#为承托5英寸硅外延片的夹具卡槽位置;3#为承托6寸硅外延片装片花篮的卡槽位置。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明:

参照图1和图2,本发明的小尺寸测试片夹具由两个承托小尺寸硅外延片的平行插板组成一套,每个平行插板的后端设有与大尺寸装片花篮的卡槽插接的插条,每个平行插板的前端设有装配小尺寸硅外延片的卡槽。图1和图2给出的装片花篮两侧一一对应的即为一套小尺寸测试片夹具,此夹具设计易于装配且不会脱落。

小尺寸测试片夹具采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚丙烯树脂或者其它具有抗高温、耐酸碱腐蚀性的材质加工而成。在以下实施例中,小尺寸测试片夹具采用的是聚四氟乙烯材质加工而成。

实施例1:同时制备四片N型硅外延测试片,包括两片4英寸硅外延测试片,一片5英寸硅外延测试片,一片6英寸硅外延测试片,其步骤如下:

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