（中国电子科技集团公司第四十六研究所 天津市 300220）
摘要：本文研究表面“绿雾”缺陷外延片的成因，发现“绿雾”片与正常片对比金属杂质含量无差异，粗糙度方面“绿雾”片要更大一些。通过外延工艺试验发现衬底与外延界面不同是造成“绿雾”的原因，“绿雾”缺陷可通过衬底RAC清洗，或外延前氢气高温加热来对界面进行处理，进而消除。最终通过杜绝“绿雾”片产生，提高了外延成品率，降低了成本。
关键词：成本；“绿雾”；金属杂质含量；粗糙度；界面
引言
由于受到整机市场价格下降的压力，现在用于功率器件的外延片价格越来越便宜，但用户对硅片的质量要求越来越高。因此对于外延行业来说，在稳定和提高质量的同时，必须要提高产率，才能降低成本。
外延片的质量检测有两种，一种是破坏性的，如：用strl腐蚀液腐蚀观察微缺陷，或者SRP等。另一种是非破坏性的，如表面强光检查，参数测试，或者金属含量分析深入检查。通过强光检测，表面有缺陷的硅片被判为不合格品。在我部门生产厚层（厚度40μm以上）外延时，通过表面检验，发现外延片会出现“绿雾”缺陷，并且比例达到20%以上，严重影响成品率。本文主要讨论外延片表面“绿雾”的异常发生原因及解决方案。
1、雾的检测
聚光灯下目视可见硅片表面正面布满“绿雾”，SP-1扫描结果如图一所示，“绿雾”片表面明显存在异常。
3、雾的解决
根据图三测试结果我们怀疑“绿雾”的产生与衬底外延界面状态不同存在关系，有文献报道[2]外延后的粗糙度上升来自于外延过程中，在硅和天然氧化物之间不同的腐蚀速度。而我们在实验中对问题衬底片进行表面RAC处理后，再生长外延“绿雾”现象同样消失，进一步证实衬底表面不同导致外延后差异，RAC方法清洗可用均匀一致的化学氧化物代替天然氧化物。
接下来为研究“绿雾”形成和界面的关系，我们在外延沉积前，提高H2加热过程的外延温度，使之腐蚀速率接近。问题批次衬底片的“绿雾”问题明显减轻或消除。
结论
“绿雾”现象主要由衬底-外延界面处氧化物不均匀引起，可通过对衬底进行RAC清洗或在外延前对衬底片进行H2加热来减轻或消除。目前，我部门外延片通过上述方法已杜绝了“绿雾”缺陷片的产生。
参考文献：
[1] 闵靖，邹子英等，硅外延雾缺陷和背面多晶硅对雾缺陷的吸除作用[J]，全国半导体硅材料学术会议，1998.
[2] Michael L，Rechard Romine，The Mechanism of Haze and Defectivity Reduction in a New Generation of High Performance Silicon Final Polishing Slurries[J]，Jap. Jour. Appl. Phys. 49，012016（2010）.
论文作者:庞伟龙,李杨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/27
标签：外延论文; 衬底论文; 表面论文; 缺陷论文; 氧化物论文; 界面论文; 硅片论文; 《电力设备》2017年第19期论文;