[发明专利]衬底及其制作方法

说明书

本发明提供一种衬底及其制作方法，所述制作方法包括：1）提供一硅衬底，所述硅衬底包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面为洁净区，所述洁净区以外的硅衬底中包含有氧析出物区；2）于所述硅衬底的第二表面形成低应力的介电薄膜，用以改善所述硅衬底在高温条件下的表面应力集中现象。本发明采用等离子增强化学气相沉积法，通过高射频功率、高射频频率以及高气体源流量的创新设计，可以迅速地在衬底的背表面生长一层低应力的介电薄膜，以有效改善衬底表面在高温条件下的应力集中现象，从而改善其弯曲变形现象。本发明结构及工艺简单，可以有效提高衬底质量，在半导体制造领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种衬底及其制作方法。

背景技术

集成电路几乎都是利用直拉硅片制造的，直拉硅片中通常含有大量的氧沉淀，氧沉淀通常被用来做内吸杂，这些氧沉淀可以吸附一些金属元素，如Fe、Cu、Ag等。适量的氧气沉淀可以增强物理力学特性，增强直拉硅片的机械强度；通过适当的热处理过程氧杂质会在硅片体内沉淀并形成二次缺陷(BMD)，而在硅片近表面区域由于氧的外扩散形成无缺陷区域，通常称为洁净区(Denuded Zone)101，具有氧沉淀的区域称为氧沉淀区102，如图1所示，硅片近表面的洁净区可以作为集成电路的有源区，这就是所谓的内吸杂工艺。

现有的内吸杂工艺通常采用“高-低-高”三步退火的标准内吸杂工艺。即第一步在高于1100℃的温度下退火使硅片近表面区域的氧杂质外扩散以形成洁净区，这一步通常在惰性气氛下进行；第二步在低温(650-800℃)下退火，以在硅片体内形成氧沉淀的核心；第三步在中高温(1000-1100℃)下退火使得在第二步退火中形成的氧沉淀核心长大并形成二次缺陷。

可见，内吸杂工艺对集成电路成片率的提高具有重要的意义。然而，如果氧沉淀渗透到有源器件区域，它会降低结特性。另外，当氧沉淀浓度较高时，金属元素会被大面积吸附，在一定的热应力及热处理条件下，氧沉淀的区域容易出现位错等缺陷，从而造成高氧沉淀硅片的塑性变形(翘曲变形)。在超大规模集成电路(VLSI)及大规模集成电路(LSI)制造过程中由于热应力引起的翘曲变形已成为主要问题之一，极大地影响了器件的成品率。

基于以上所述，提供一种能够有效改善高氧沉淀硅片在高温条件下热应力集中问题的衬底及其制作方法实属必要。

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衬底及其制作方法，用于解决现有技术中高氧沉淀硅片在高温条件下热应力集中而容易导致翘曲变形的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种衬底的制作方法，所述制作方法包括：1)提供一硅衬底，所述硅衬底包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面为洁净区，所述洁净区以外的硅衬底中包含有氧析出物区；2)于所述硅衬底的第二表面形成低应力的介电薄膜，用以改善所述硅衬底在高温条件下的表面应力集中现象。

优选地，所述高温条件的温度范围为700～1200℃。

优选地，还包括步骤：3)于800～1100℃的温度范围下，采用化学气相沉积法于所述硅衬底的洁净区表面沉积外延层。

优选地，所述低应力的介电薄膜中的应力不大于50Mpa。

优选地，所述介电薄膜包括二氧化硅及氮化硅中的一种。

优选地，所述介电薄膜的厚度范围为0.1～1μm。

优选地，步骤2)中，采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD于所述硅衬底的第二表面形成低应力的介电薄膜。

进一步地，所述等离子体增强化学气相沉积法所采用的射频功率范围为600～1200瓦特。

进一步地，所述等离子体增强化学气相沉积法所采用的射频的频率范围为11.28～14.26MHz。