一种改善多晶硅表面缺陷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种改善多晶硅表面缺陷的方法。
【背景技术】
[0002]材料中原子的排列是有一定规律的，例如半导体材料有金刚石结构，闪锌矿结构等，每一种材料原子的内部排列都是尊崇一定的规律的，如果这些原子排列在材料表面出现断层的时候依然与材料内部原子排列的规律相同，而且在这个表面材料并没有由于污染、化学反应等诸多原因附着任何其他的原子或者分子，这种表面是想象中的一种理想表面。在材料中电子的分布是由电子的波函数表征的，如果从材料的表面外侧到内侧，材料的电子波函数按指数的关系衰减，那么这种现象表明，电子在材料的表面，及材料与外界的分界处的分布是最大的，这种电子称为表面态，这些电子所成的那个能级，称为表面能级。
[0003]在半导体的表面，由于存在自身缺陷、吸附物质、氧化物或与电解液中的物质发生作用的原因，表面存在不饱和的共价键，表面电子的量子状态会形成分立的能级或很窄的能带，成为表面态。它可以俘获或释放载流子或形成复合中心，使半导体有表面电荷，影响其电学性能，故半导体制作生产时需要超净真空处理。表面态就是由于晶体在某个方向周期被破坏而出现的新态，表面态即可以出现在能带中，也可以出现在带隙中。但是由于在能带中与体相能带相混，所以有时表面态也指出现在带隙中的能态，如果比较密集，甚至可以形成“表面态的能带”。表面态的电子由于体能带的限制(在带隙中)，是不能深入体相材料的，电子束缚在表面附近。
[0004]材料与外界(真空或者气体)的分界面称为材料的表面，因材料体内的原子排列都是按照一定的规律，因此在材料的表面处材料的物理性质和化学性质和材料体内部可能会有很大的区别，主要原因是在这个分界面处原子的排列规律被破坏，成为排列的终端，及材料表面终端。材料表面处的原子没有相邻的原子，所以导致此处的原子存在着化学键向空间中伸展的情况，即称为材料表面的悬挂键，材料表面处与体内物理和化学性质的不同，主要表现在材料的化学组分和组成材料的原子分子的排列上，以及原子的震动状态上，因此表面具有很活跃的化学性质。表面态是电子波函数随着离开材料表面的距离的增加而呈现指数衰减的一种能态，如果每个表面格子单元的电子几率振幅是一样的，则称其是非局域表面态。如果表面态中的电子是被束缚在表面态的中心，也就是几率振幅随着离开表面的中心位置的距离呈指数性的衰减，则称为局域表面态。如果表面态未被占据，则称为空表面态，被电子占据的称为占据表面态。清洁晶体的表面态为本征表面态，吸附外来元素的称为吸附表面态。
[0005]单晶硅经过激光熔融后成核形成，在这个过程中多晶硅表面形成很多悬挂键和表面的晶格缺陷，所以要经过后续的注氢和除氢的工艺过程来保证多晶硅的质量，但是两次工艺实现过程繁琐，复杂温度控制上一定的技术难点。
[0006]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0007](一)要解决的技术问题
[0008]目前用于改善多晶硅表面缺陷常用的处理方式繁琐，且处理效果并不理想。
[0009]( 二 )技术方案
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供了一种改善多晶硅表面缺陷的方法，具体即利用含硫钝化液或SCl2气体对多晶硅进行表面钝化处理。
[0011 ] 优选地，所述含硫钝化液为硫化钱溶液和/或硫化钠溶液。
[0012]优选地，所述硫化钱溶液及硫化钠溶液均为其醇饱和溶液。
[0013]本发明所述的方法，优选具体为:将温度为40-60°C的含硫钝化液喷射到多晶硅形成的基板表面进行表面钝化处理。
[0014]本发明所述的方法，优选所述表面钝化处理持续10-30分钟使表面钝化更为充分，更优选20分钟。
[0015]本发明所述的方法，优选所述表面钝化处理结束后用去离子水将多晶硅表面的残留钝化液清洗干净。
[0016]作为另一种实施方式，本发明所述利用3(:12气体对多晶硅进行表面钝化处理的方法为:在真空条件下持续向置有多晶硅基板的空间内注入SCl2气体，使表面多晶硅与SCl 2发生化学反应完成表面钝化处理。
[0017](三)有益效果
[0018]本发明通过含硫钝化液或SCl2气体对多晶硅进行表面钝化处理，能够有效的出去再多晶硅形成工艺过程中多晶硅表面形成的表面缺陷，以及悬浮化学键，能小幅度的提高多晶硅的表面迀移率，并能在提高多晶硅高迀移率的使用寿命。相对传统的注氢和去氢的工艺在操作上更为简便，而且只需要一步工艺过程即可完成。
【附图说明】
[0019]图1为经钝化液表面钝化处理后多晶硅拉曼光谱测试结果示意图，其中，横坐标为波数，单位为cnT1，纵坐标为拉曼强度(arb.unit)；
[0020]图2为经钝化液表面钝化处理后多晶硅表面形成硫层的截面结构示意图；其中，I为单质S层，2为S与多晶硅形成化合物层，3为多晶硅层；
[0021]图3为多晶娃在纯化液表面的硫化反应过程不意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明所述改善多晶硅表面缺陷的方法，具体即利用含硫钝化液或5(:12气体对多晶硅进行表面钝化处理。
[0023]上述含硫钝化液可选自硫化钠溶液或硫化氨溶液，优选为硫化铵醇饱和溶液，以获得更理想的钝化处理效果。
[0024]本发明所述方法能有效的去除在多晶硅形成工艺过程中多晶硅表面形成的表面缺陷，以及悬浮化学键，能小幅度的提尚多晶娃的表面迁移率，并能提尚多晶娃尚迁移率的使用寿命。
[0025]本发明所述的方法，优选将温度为40-60°C的含硫钝化液喷射到多晶硅形成的基板表面进行表面钝化处理，更优选以缓慢的速度喷射出温度为50°C的含硫钝化液到多晶硅形成的基板表面进行表面钝化处理。
[0026]上述方法中，含硫钝