晶圆背封结构、晶圆背封结构的制造方法与流程

本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种晶圆背封结构、晶圆背封结构的制造方法。

背景技术：

目前外延沉积的硅片是重掺杂的，为了防止掺杂剂逃逸，在晶圆的背面沉积低温氧化物薄膜(lto)。一般情况下，选取二氧化硅作为背封材料。

硅片制作厂商在12寸重掺杂背封工艺中一般采用等离子体增强化学气相沉积技术在硅衬底背面生长一层lto薄膜，lto薄膜的厚度为3000埃至5000埃，然后在硅衬底表面形成外延层(epi)。在进行后续工艺之前，需要对生长了lto薄膜和外延层的硅衬底进行抛光清洗。

然而，由于沉积lto薄膜工艺的特殊性，在lto薄膜厚度达到5000埃时膜厚均一性较差，制约了lto薄膜的进一步生长，lto薄膜难以达到更大的厚度。5000埃的lto薄膜在经酸槽工艺后容易被去除，导致衬底重掺杂的离子析出，造成污染。

技术实现要素：

本申请提供了一种晶圆背封结构、晶圆背封结构的制造方法，可以解决相关技术中晶圆背封在预清洗时被酸洗去除的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种晶圆背封结构，包括重掺杂衬底、第一氧化膜层、多晶硅膜层、第二氧化膜层；

第一氧化膜层位于重掺杂衬底的下方；

多晶硅膜层位于第一氧化膜层的下方；

第二氧化膜层位于多晶硅膜层的下方。

可选的，还包括外延层；

外延层位于重掺杂衬底的上方。

可选的，第一氧化膜层的厚度为1000埃。

可选的，多晶硅膜层的厚度为8000埃。

可选的，第二氧化膜的厚度为1000埃。

可选的，重掺杂衬底的阻值小于1ohm。

可选的，氧化膜层为二氧化硅膜层。

第二方面，本申请实施例提供了一种晶圆背封结构的制造方法，该方法包括：

在重掺杂衬底的正表面和背表面生长第一氧化膜层；

对于重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层；

对于重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层；

去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层。

可选的，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层之后，还包括：

在重掺杂衬底的正表面生长外延层。

可选的，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层，包括：

按预定角度转动重掺杂衬底，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层。

可选的，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层，包括：

按预定角度转动重掺杂衬底，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层。

可选的，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层，包括：

通过单片酸洗工艺，去除每片重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层。

可选的，第一氧化膜层的厚度为1000埃。

可选的，多晶硅膜层的厚度为8000埃。

可选的，第二氧化膜层的厚度为1000埃。

可选的，重掺杂衬底的阻值小于1ohm。

可选的，氧化膜层为二氧化硅膜层。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

通过在重掺杂衬底的正面和背面生长第一氧化膜层，对于重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层，对于重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层；解决了酸洗工艺中现有的晶圆背封结构中lto层容易被去除，导致重掺杂离子析出的问题；达到了防止酸洗工艺后晶圆背封结构被破坏而析出杂质，避免出现交叉污染影响器件性能的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种晶圆背封结构的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造方法的流程图；

图4是本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造示意图；

图5是本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造示意图；

图6是本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种晶圆背封结构的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的示意图，该晶圆背封结构包括重掺杂衬底110、第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层140。

第一氧化膜层120位于所述重掺杂衬底110的下方，多晶硅膜层130位于第一氧化膜层120的下方，第二氧化膜层140位于多晶硅膜层130的下方。

第一氧化膜层120作为缓冲层，缓解多晶硅膜生长时对重掺杂衬底110衬底的应力损伤。多晶硅膜层130作为晶背阻挡层，有效防止预清洗等工艺对晶背背封的影响，防止衬底重掺杂的离子析出。第二氧化膜层140用于还原传统的lto背封结构，减小多晶硅层130对制造初始工艺的影响。

在本申请实施例中，重掺杂衬底的背封结构改进为氧化膜-多晶硅膜-氧化膜三明治结构，在预清洗的酸洗工艺中，即使最外层的氧化膜被洗去，还保留有多晶硅膜，通过多晶硅膜层的阻挡，防止重掺杂衬底中的离子析出，避免造成污染及影响器件性能。

在图1所示实施例的可选实施例中，该晶圆背封结构还包括外延层150，如2所示，外延层150位于重掺杂衬底110的上方。

在基于图1或图2所示实施例的可选实施例中，第一氧化膜层的厚度为1000埃。

在基于图1或图2所示实施例的可选实施例中，多晶硅膜层的厚度为8000埃。

在基于图1或图2所示实施例的可选实施例中，第二氧化膜层的厚度为1000埃。

需要说明的是，第一氧化膜层的厚度、多晶硅膜层的厚度、第二氧化膜层的厚度可以根据实际情况进行调整，本申请实施例对此不作限定；第一氧化膜层的厚度可以与第二氧化膜层的厚度相等，第二氧化膜层的厚度也可以与第二氧化膜层的厚度不相等，本申请实施例对此不作限定。

在基于图1或图2所示实施例的可选实施例中，氧化膜层为二氧化硅膜层，或，氧化膜层为hto(hightemperatureoxidation，高温氧化物)膜层。

氧化膜层指的是第一氧化膜层和第二氧化膜层。

需要说明的是，氧化膜层的材料可根据实际情况确定，氧化膜层的材料还可以是二氧化硅或hto以外的材料，本申请实施例对此不作限定。

可选的，重掺杂衬底的阻值小于1ohm。

可选的，重掺杂衬底为12寸晶圆。

请参考图3，其示出了本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造方法的流程图，如图3所示，该晶圆背封方法至少包括如下步骤：

步骤301，在重掺杂衬底的正表面和背表面生长第一氧化膜层。

如图4所示，重掺杂衬底110的正表面上生长有第一氧化膜层120，重掺杂衬底110的背表面生长有第一氧化膜层120。

重掺杂衬底110的正表面和背表面的第一氧化膜层120同时生长。

步骤302，对于重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层。

如图5所示，在重掺杂衬底110的正面，依次为第一氧化膜层120、多晶硅膜层130；在重掺杂衬底110的背面，依次为第一氧化膜层120、多晶硅膜层130。

为了避免多晶硅膜层生长时对重掺杂衬底110造成的应力损伤，先在重掺杂衬底110的表面生长第一氧化膜层120作为缓冲层；此外，在重掺杂衬底110的正面，第一氧化膜层120还是多晶硅膜层130与重掺杂衬底110的界面层，以便于后续工艺中对重掺杂衬底110的正面的清洗。

多晶硅层130作为晶背阻挡层，能够有效消除预清洗工艺中对晶背背封的影响。

重掺杂衬底110的正面和背面的多晶硅膜层130同时生长。

步骤303，对于重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层。

如图6所示，在重掺杂衬底110的正面，依次为第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层140；在重掺杂衬底110的背面，依次为第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层140。

第二氧化膜层140用于还原现有背封结构中的lto背封结构，减小多晶硅层130对制造初始工艺的影响。

重掺杂衬底110的正面和背面的第二氧化膜层140同时生长。

步骤304，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层。

如图1所示，重掺杂衬底110的正表面上的第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层140被去除，重掺杂衬底110的背面的第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层140保留，重掺杂衬底110的背封完成。

综上所述，本申请实施例提供的晶圆背封结构的制造方法，通过在重掺杂衬底的正面和背面生长第一氧化膜层，在重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层，在重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层；解决了酸洗工艺中现有的晶圆背封结构中lto层容易被去除，导致重掺杂离子析出的问题；达到了防止酸洗工艺后晶圆背封结构被破坏而析出杂质，避免出现交叉污染影响器件性能的效果。

请参考图7，其示出了本申请实施例提供的一种晶圆背封结构的制造方法的流程图，如图7所示，该晶圆背封方法至少包括如下步骤：

步骤701，在重掺杂衬底的背面和正面生长第一氧化膜层。

可选的，使用炉管在重掺杂衬底的背面和正面沉积第一氧化膜层。

可选的，第一氧化膜层的厚度为1000埃。

需要说明的是，第一氧化膜层的厚度可以根据实际情况进行调整，本申请实施例对此不作限定。

可选的，第一氧化膜层为二氧化硅膜层，或，第一氧化膜层为hto(hightemperatureoxidation，高温氧化物)膜层。

需要说明的是，第一氧化膜层的材料可根据实际情况确定，第一氧化膜层的材料还可以是二氧化硅或hto以外的材料，本申请实施例对此不作限定。

针对一片重掺杂衬底，生长第一氧化膜层后的结构图如4所示。重掺杂衬底110的正表面和背表面的第一氧化膜层120同时生长。

可选的，重掺杂衬底的阻值小于1ohm。

步骤702，按预定角度转动重掺杂衬底，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层。

当重掺杂衬底放置在晶舟上时，由于晶舟上支撑脚的存在，生长薄膜时会出现薄膜沉积薄弱的问题，为了弱化薄膜沉积薄弱的问题，在生长多晶硅膜层之前，先按预定角度转动重掺杂衬底，然后对于重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上沉积多晶硅膜层。

在转动重掺杂衬底时，可以顺时针转动，也可以逆时针转动，转动角度可以根据实际需求确定，比如：将重掺杂衬底顺时针转动45度。

可选的，多晶硅膜层的厚度为8000埃。

需要说明的是，多晶硅膜层的厚度可以根据实际情况进行调整，本申请实施例对此不作限定。

针对一片重掺杂衬底，生长多晶硅膜层后的结构图如5所示。重掺杂衬底110的正面和背面的多晶硅膜层130同时生长。

步骤703，按预定角度转动重掺杂衬底，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层。

当重掺杂衬底放置在晶舟上时，由于晶舟上支撑脚的存在，生长薄膜时会出现薄膜沉积薄弱的问题，为了弱化薄膜沉积薄弱的问题，在生长多第二氧化膜层之前，先按预定角度转动重掺杂衬底，然后对于重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上沉积第二氧化膜层。

在转动重掺杂衬底时，可以顺时针转动，也可以逆时针转动，转动角度可以根据实际需求确定，比如：将重掺杂衬底顺时针转动45度。若在生长多晶硅膜层之前，重掺杂衬底是顺时针转动的，则在生长第二氧化膜层之前，仍按顺时针转动重掺杂衬底；若在生长多晶硅膜层之前，重掺杂衬底是逆时针转动的，则在生长第二氧化膜层之前，仍按逆时针转动重掺杂衬底。

步骤702中转动重掺杂衬底的角度可以与步骤703中转动重掺杂衬底的角度相同，步骤702中转动重掺杂衬底的角度还可以与步骤703中转动重掺杂衬底的角度不相同。

可选的，第二氧化膜层的厚度为1000埃。

需要说明的是，第二氧化膜层的厚度可以根据实际情况进行调整，本申请实施例对此不作限定。

针对一片重掺杂衬底，生长第二氧化膜层后的结构图如6所示。重掺杂衬底110的正面和背面的第二氧化膜层140同时生长。

可选的，第二氧化膜层为二氧化硅膜层，或，第二氧化膜层为hto(hightemperatureoxidation，高温氧化物)膜层。

需要说明的是，第二氧化膜层的材料可根据实际情况确定，第二氧化膜层的材料还可以是二氧化硅或hto以外的材料，本申请实施例对此不作限定。

步骤704，通过单片酸洗工艺，去除每片重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层。

一片一片地通过酸洗工艺清洗在正面和背面依次生长了第一氧化膜层、多晶硅膜层、第二氧化膜层的重掺杂衬底。

在进行酸洗时，只有重掺杂衬底的正面接触到清洗液，重掺杂衬底正面的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层被依次去除；酸洗完成后，重掺杂衬底的背封完成，如图1所示，重掺杂衬底110的背面依次为第一氧化膜层120、多晶硅膜层130、第二氧化膜层120。

可选的，清洗液为dhf(氢氟酸稀释液)。

步骤705，在重掺杂衬底的正表面生长外延层。

如图2所示，外延层150位于重掺杂衬底110的正表面上方。

需要说明的是，可以对多片重掺杂衬底同时执行上述步骤701至705，还可以是对单片重掺杂衬底执行上述步骤701至705，本申请实施例对此不作限定。

综上所述，本申请实施例提供的晶圆背封结构的制造方法，通过在重掺杂衬底的正面和背面生长第一氧化膜层，对于重掺杂衬底的正面和背面，在第一氧化膜层上生长多晶硅膜层，对于重掺杂衬底的正面和背面，在多晶硅膜层上生长第二氧化膜层，去除重掺杂衬底的正表面上的第二氧化膜层、多晶硅膜层、第一氧化膜层；解决了酸洗工艺中现有的晶圆背封结构中lto层容易被去除，导致重掺杂离子析出的问题；达到了防止酸洗工艺后晶圆背封结构被破坏而析出杂质，避免出现交叉污染影响器件性能的效果。

在基于图3或图7所示实施例的可选实施例中，重掺杂衬底为12寸晶圆。

需要说明的是，第一氧化膜层、第二氧化膜层还可以通过其他方式生成，比如氧化、热生长等，多晶硅膜层也可以通过其他方式生成，本申请实施例对此不作限定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。