一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法。取一個大尺寸裝片花籃，根據(jù)需要制備的小尺寸測試片的片數(shù)和尺寸選擇對應(yīng)數(shù)量和尺寸的夾具，將選擇好的小尺寸測試片的夾具一一對應(yīng)大尺寸裝片花籃兩側(cè)的卡槽緊密插接嚙合；將不同尺寸外延片分別裝配在大尺寸裝片花籃的卡槽和相應(yīng)的小尺寸測試片夾具的卡槽中，此夾具設(shè)計易于裝配且不會脫落。然后對外延片表面進(jìn)行處理，最后進(jìn)行厚度和電阻率測試。該方法簡單快速、有效實用、可操作性強(qiáng)，尤其適宜于工業(yè)生產(chǎn)中需要同時制備多片數(shù)、多尺寸的外延測試片，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)省了大量的人力和時間。
【專利說明】一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料的制備工藝技術(shù)，尤其涉及一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]硅外延片作為一種性能優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，在集成電路和半導(dǎo)體分立器件領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。制備硅外延片的主要方法是在硅單晶襯底上化學(xué)氣相沉積硅單晶薄層材料。評價外延片質(zhì)量的兩項關(guān)鍵指標(biāo)是厚度和電阻率，在外延生產(chǎn)工藝的前期調(diào)試過程以及日常生產(chǎn)的質(zhì)量控制中都需要及時對挑選的外延測試片進(jìn)行測量。其中對外延片電阻率的測量主要采用電容-電壓法，需要對選用的測試片提前進(jìn)行表面氧化處理。表面處理工藝是采用HF將外延片表面的自然氧化層漂洗干凈，對導(dǎo)電類型為P型的測試片可直接測量，而對導(dǎo)電類型為N型的測試片還需通過濕法氧化法在外延片表面生成一層均勻氧化層，再進(jìn)行測量。
[0003]為滿足不同客戶的需求，在制造過程中會同時生產(chǎn)多個尺寸(如4英寸、5英寸、6英寸甚至8英寸)的外延產(chǎn)品。對于相同導(dǎo)電類型的外延片，制備不同尺寸的外延測試片可采用相同的表面處理工藝，不同尺寸的硅外延片的表面處理工藝完全相同，但現(xiàn)在市售的裝片花籃無法兼容不同尺寸的硅外延片，因此需要為不同尺寸的硅外延測試片準(zhǔn)備對應(yīng)尺寸的花籃，導(dǎo)致每次只能對單一尺寸的硅外延測試片進(jìn)行處理，嚴(yán)重增加了生產(chǎn)物料和時間成本，極大影響了整個生產(chǎn)的進(jìn)度。因此尋求一種迅速簡便，且能兼容多個尺寸測試片的制備方法具有很強(qiáng)的實用價值，但在目前未見到相關(guān)報道和產(chǎn)品出售。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決當(dāng)前生產(chǎn)效率低下的問題，提供一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，通過在原有的大尺寸裝片花籃中組合裝配特定數(shù)量的小尺寸夾具以承載小尺寸的硅外延測試片，由此適應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)過程中需要對多片數(shù)、多尺寸的硅外延片同時進(jìn)行表面處理的需要，可大大縮短制備時間，節(jié)省生產(chǎn)成本，減少工序，降低操作安全風(fēng)險。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:
步驟一.夾具安裝:取一個大尺寸裝片花籃，根據(jù)需要制備的小尺寸測試片的片數(shù)和尺寸選擇對應(yīng)數(shù)量和尺寸的夾具，將選擇好的小尺寸測試片的夾具一一對應(yīng)大尺寸裝片花籃兩側(cè)的卡槽緊密插接嚙合；
步驟二.外延片裝配:將不同尺寸外延片分別裝配在大尺寸裝片花籃的卡槽和相應(yīng)的小尺寸測試片夾具的卡槽中；
步驟三.外延片表面處理:采用HF溶液將硅外延測試片表面的自然氧化層漂洗干凈，用去離子水將外延片表面沖洗干凈，對于導(dǎo)電類型為P型的硅外延測試片甩干或用氮?dú)獯蹈蓚錅y；對于導(dǎo)電類型為N型的硅外延測試片，要保持全部硅外延測試片浸沒于H2O2熱溶液中氧化處理，使其表面生成一層均勻的氧化層，再用去離子水將硅外延測試片表面沖洗干凈，甩干或用氮?dú)獯蹈蓚錅y；
步驟四.測試外延片厚度和電阻率:表面處理過的測試片依次進(jìn)行厚度和電阻率測試。
[0006]本發(fā)明所述的HF溶液的濃度為10%?40%，漂洗時間為30?120 s ;所述的H2O2溶液的溫度為75?90°C，濃度為10%?20%，熱氧化時間為8?13 min。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:提供了一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，該方法簡單快速、有效實用、可操作性強(qiáng)，尤其適宜于工業(yè)生產(chǎn)中需要同時制備多片數(shù)、多尺寸的外延測試片，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)省了大量的人力和時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1和圖2分別為兩個實施例中裝片花籃中不同尺寸硅外延測試片裝配位置的俯視圖；圖中I #為承托4英寸硅外延片的夾具卡槽位置；2 #為承托5英寸硅外延片的夾具卡槽位置；3 #為承托6寸硅外延片裝片花籃的卡槽位置。

【具體實施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
參照圖1和圖2，本發(fā)明的小尺寸測試片夾具由兩個承托小尺寸硅外延片的平行插板組成一套，每個平行插板的后端設(shè)有與大尺寸裝片花籃的卡槽插接的插條，每個平行插板的前端設(shè)有裝配小尺寸硅外延片的卡槽。圖1和圖2給出的裝片花籃兩側(cè)一一對應(yīng)的即為一套小尺寸測試片夾具，此夾具設(shè)計易于裝配且不會脫落。
[0010]小尺寸測試片夾具采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚丙烯樹脂或者其它具有抗高溫、耐酸堿腐蝕性的材質(zhì)加工而成。在以下實施例中，小尺寸測試片夾具采用的是聚四氟乙烯材質(zhì)加工而成。
[0011]實施例1:同時制備四片N型娃外延測試片,包括兩片4英寸娃外延測試片，一片5英寸娃外延測試片，一片6英寸娃外延測試片,其步驟如下:
(I)取一個6英寸裝片花籃，插入兩套承托4英寸硅外延測試片的夾具(如圖1中I #所示位置)，同時插入一套承托5英寸硅外延測試片的夾具(如圖1中2 #所示位置)。
[0012](2)將兩片4英寸硅外延測試片和一片5英寸硅外延測試片依次裝配在相應(yīng)尺寸夾具的卡槽中，而對于同時需要制備的一片6英寸硅外延測試片，則插入6英寸裝片花籃兩側(cè)的卡槽中(如圖1中3 #所示位置)。
[0013](3)采用濃度為10%的HF水溶液漂洗硅外延測試片60s，將表面的自然氧化層去除，經(jīng)去離子水將硅外延測試片表面沖洗干凈后，將四片N型硅外延測試片保持全部浸沒于溫度為85°C、濃度為10%的H2O2熱溶液中氧化處理12 min，使其表面生成一層均勻的氧化層，隨后用去離子水將外延片表面沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈珊蟠郎y。
[0014](4)將表面處理過的外延測試片依次進(jìn)行厚度和電阻率的測試。
[0015]實施例2:同時制備十片P型外延測試片，包括四片4英寸外延測試片，三片5英寸外延測試片，三片6寸測試片，其步驟如下:
(I)取一個6英寸裝片花籃，插入四套承托4英寸硅外延測試片的夾具(如圖2中I #所示位置)，同時插入三套承托5英寸硅外延測試片的夾具(如圖2中2 #所示位置)。
[0016](2)將四片4英寸硅外延測試片和三片5英寸硅外延測試片依次裝配在相應(yīng)尺寸夾具的卡槽中，而對于同時需要制備的三片6英寸測試片則插入6英寸裝片花籃兩側(cè)的卡槽中(如圖2中3 #所示位置)。
[0017](3)采用濃度為15%的HF水溶液漂洗硅外延測試片120s，將表面的自然氧化層去除，用去離子水將硅外延測試片表面沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈珊蟠郎y。
[0018](4)將表面處理過的硅外延測試片依次進(jìn)行厚度和電阻率的測試。
【權(quán)利要求】
1.一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一.夾具安裝:取一個大尺寸裝片花籃，根據(jù)需要制備的小尺寸測試片的片數(shù)和尺寸選擇對應(yīng)數(shù)量和尺寸的夾具，將選擇好的小尺寸測試片的夾具一一對應(yīng)大尺寸裝片花籃兩側(cè)的卡槽緊密插接嚙合； 步驟二.外延片裝配:將不同尺寸外延片分別裝配在大尺寸裝片花籃的卡槽和相應(yīng)的小尺寸測試片夾具的卡槽中； 步驟三.外延片表面處理:采用HF溶液將硅外延測試片表面的自然氧化層漂洗干凈，用去離子水將外延片表面沖洗干凈，對于導(dǎo)電類型為P型的硅外延測試片甩干或用氮?dú)獯蹈蓚錅y；對于導(dǎo)電類型為N型的硅外延測試片，要保持全部硅外延測試片浸沒于H2O2熱溶液中氧化處理，使其表面生成一層均勻的氧化層，再用去離子水將硅外延測試片表面沖洗干凈，甩干或用氮?dú)獯蹈蓚錅y； 步驟四.測試外延片厚度和電阻率:表面處理過的測試片依次進(jìn)行厚度和電阻率測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:步驟三中所述的HF溶液的濃度為10%?40%，漂洗時間為30?120 S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:步驟三中所述的H2O2溶液的溫度為75?90°C，濃度為10%?20%，熱氧化時間為8?13 min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:所述的小尺寸測試片夾具由兩個承托小尺寸硅外延片的平行插板組成一套，每個平行插板的后端設(shè)有與大尺寸裝片花籃的卡槽插接的插條，每個平行插板的前端設(shè)有裝配小尺寸硅外延片的卡槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種兼容多尺寸硅外延測試片的制備方法，其特征在于:所述的小尺寸測試片夾具采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚丙烯樹脂或者其它具有抗高溫、耐酸堿腐蝕性的材質(zhì)加工而成。
【文檔編號】H01L21/66GK104282595SQ201410570923
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】王文林, 陳濤, 高航, 李明達(dá) 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所