制造浅接面、萧基或类似之半导体装置之方法

摘要

1994年11月1日，标题为" 制造外延附生(epitaxial)半导体装置之低成本方法" 的美国专利第5,360,509 号所揭露之制造方法中，已达成使浅接面，萧基或是类似之半导体装置的制造成本之明显减少，此成本之减少不致牺牲功能上的特性，并可同时获致原有之优点，主要是在该专利之非磨光(non-polishing)的清洁步骤于基座之操作面上实施之后，藉由如下过程达成：将基座置于某处情况中，以将该基座中之不利因子移动至大体上位于该表面的空间内，再经由从该基座中去除该含有因子之空间之步骤，此步骤包括使该表面受到第二个研磨处理之程序，在这之前宜先施以化学清除步骤，接着基本上再施以该专利中之清洁、蚀刻和蒸气沈积等步骤。这些较该专利所述者为优的新步骤虽然会使整个程序的时间增加，而因此使成本增加，然而对浅接面、萧基或类似之装置而言，若以已知工业方法制造，会需要更多时间，并涉及更多费用，所以本案所揭露之用以制作特定装置的整体程序代表了制造成本的重大减少，而能制造出比使用已知工业方法所制作出之装置表现出一致或更好的电气性能之装置。

主权项

1.一种于一具有一表面其上有磊晶成长之基座上制造浅接面、萧基或类似半导体装置之方法,包括:(1)将该基座之该表面置于一第一研磨;(2)清洁该表面而不将之磨光;(3)将该基座置于退火制程,于该退火程序中将该基座体而非该表面加热至一升高之温度,而该基座表面则保持于一较低之温度,以便将该基座内部之不利因子移入一大体上位于该表面之一空间;(4)藉一包含将该表面置于一第二研磨之制程而大体上将该基座空间自该基座中移除;(5)清洁该表面;(6)用气体蚀刻掉该表面;以及(7)使该表面受到化学蒸气之沈积,以便于此后之表面上生长一掺杂层。2.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(3)包含在该基座中产生约1150℃或更高之温度。3.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(4)包含以化学方法大量从该表面除去表面之氧化物。4.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(4)之该研磨作业系进行至达约10微米的深度。5.如申请专利范围第1项之方法,其中,在步骤(3)之中,该基座体被加热至约1150℃的温度,保持这个温度一段延长的时间,然后再冷却。6.如申请专利范围第5项之方法,其中,使氧氮混合物流过该表面并至少持续在该基座体处于升高之温度的时间部份,以使该表面之温度保持比基座体为低。7.如申请专利范围第1项之方法,其中,在步骤(3)之中,将基座体以约每分钟5℃或小于5℃之速率逐渐加热至约1150℃之温度,并维持在这个温度约120分钟之久,然后冷却。8.如申请专利范围第7项之方法,其中,使氧氮混合物流过该表面并至少持续在该基座体处于升高之温度的时间部份,以使该表面之温度保持比基座体为低。9.如申请专利范围第1项之方法,其中,在步骤(3)之中,将基座体以约每分钟5℃或小于5℃之速率逐渐加热至约1150℃之温度,并维持在这个温度约120分钟之久,然后以每分钟约4度的速率逐渐冷却至约900℃的温度,维持在此温度约180分钟,然后冷却至室温。10.如申请专利范围第9项之方法,其中,使氧氮混合物流过该表面并至少持续在该基座体处于升高之温度的时间部份,以使该表面之温度保持比基座体为低。11.如申请专利范围第1项之方法,其中,在步骤(3)之中,将基座体以约每分钟5℃或小于5℃之速率逐渐加热至约1150℃之温度,并维持在这个温度约120分钟之久,然后以每分钟约4度的速率逐渐冷却至约950℃的温度,维持在此温度约180分钟,然后以每分钟约2度的速率逐渐冷却至约700℃,接着再以每分钟约10度的速率冷却至室温。12.如申请专利范围第11项之方法,其中,使氧氮混合物流过该表面并至少持续在该基座体处于升高之温度的时间部份,以使该表面之温度保持比基座体为低。13.如申请专利范围第11项之方法,其中,使氧氮混合物流过该表面,以使该表面之温度保持比基座体之温度为低,在基座从700℃冷却至室温的期间,持续氮气的流动,而终止氧气流至该表面。14.如申请专利范围第1项之方法,其中,步骤(4)之研磨方法包括以每秒约一微米之速率,用研磨元件将材料移去约10微米的深度。15.如申请专利范围第14项之方法,其中,使研磨元件以每分钟约4500转之速旋转。16.如申请专利范围第14项之方法,其中,将研磨元件之转速设定在每分钟约4500转,并使研磨元件在该步骤结束时,留在其研磨位置上约20-30秒。17.如申请专利范围第14项之方法,其中,研磨元件以约每分钟4500转之速旋转,而该基座以约每分钟750转之速反方向旋转。18.如申请专利范围第14项之方法,其中,研磨元件以约每分钟约4500转之速旋转,而该基座以约每分钟750转之速反方向旋转,并使研磨元件在该步骤结束时,留在其研磨位置上约20-30秒。19.如申请专利范围第1项之方法,其中,在施行步骤(3)时,在该表面上形成一层氧化物,并且其中之步骤(4)包括在施行该研磨处理前,用化学方法大幅消除该氧化物。