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引言
在实际的研究中，硅表面的微粗糙度直接影响MOS器件的电性能，因此，控制硅表面的微粗糙度是非常重要的，据报道，p-MOSFET在Si（110）表面的电流驱动性远大于在Si（100）表面的，我们评估了清洗过程中使用的超纯水对硅（110）表面的微粗糙度有影响。
实验
该晶片采用p型Cz双面抛光晶片，电阻率为8-12Ωcm，对所有晶片进行化学清洗，用稀释的高频进行蚀刻处理，用溶解氧浓度为<1ppb的超纯水进行上升处理，处理后将晶片浸入超纯水中24小时，用AFM测定处理后Si表面的微粗糙度和ICP-AES测定处理后Si表面溶解Si原子的量。
结果与讨论
图1显示了在超纯水中，8.4ppm的氧溶解24小时的Si（100）、Si（110）和Si（111）表面释放的(a)表面微粗糙度和(b)量。图2显示了在超纯水中，8.4ppm的氧溶解24小时的Si（100）、Si（110）和Si（111）表面的AFM图像。溶解8.4ppm氧气的超纯水与空气中的超纯水相同。硅（111）表面非常稳定，表面微粗糙度的增加和溶解的硅原子的数量都很小。硅（100）表面也是稳定的。然而，硅（110）表面的表面微粗糙度变得非常大，从硅（110）表面释放的溶解硅原子量大约是硅（100）表面释放的3倍。
图1
图2
图3显示(a)表面微粗糙度和(b)溶解的Si（100）和硅（110）表面释放超纯水42、8.4和0ppm的氧气溶解和1.6ppm溶解氢24小时，当溶解氧浓度足够高时，硅表面形成稳定的二氧化硅膜，硅原子难以从硅表面溶解到超纯水中，导致微粗糙度不增加，当溶解氧浓度足够低时，Si（110）表面的氧化和Si原子不能在超纯水中发生溶解，从而导致微粗糙度不增加，在1.6ppm氢溶解的超纯水中，硅（110）表面的氧化和硅原子的溶解不能减少，微粗糙度的增加较小，因此，在8.4ppm氧溶解的超纯水中，Si（110）表面的表面微粗糙度和从Si（110）表面溶解的Si原子的释放量值最大。
图3
这意味着Si（110）表面是非常不稳定的，当在Si（110）表面形成器件时，Si（110）表面的清洗必须用脱氧超纯水或溶解氢超纯水处理。图1(a)在超纯水(溶解氧；8.4ppm)中浸泡24小时后，从Si（110）、Si（110）和Si（111）表面释放出的表面微粗糙度[Ra]和(b)量的溶解Si原子[NSi]。