[發明專利]一種在硅片上實施鋁擴散的方法

無效

• 申請號: 201210419969.3
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103000502A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 楊惠民
• 申請（專利權）人: 江蘇卡迪諾節能保溫材料有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/02
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

技術領域

本發明涉及一種半導體制備過程中的擴散技術，尤其涉及一種在硅片上實施鋁擴散的方法，屬于電力半導體器件工藝技術范疇。

背景技術

在晶閘管，晶體管等高壓半導體器件的制造技術中，為實現更高的電壓，需要低濃度的深結擴散，其結深深度要求在80微米以上，基于這一點，優先選用鋁擴散方法，鋁在硅內具有雜質濃度低，擴散速度快的優點，能實現高電壓，減少了高溫擴散的時間，同時鋁的原子半徑與硅的晶格很匹配，高溫擴散后硅內產生的缺陷少。但至今在硅上進行鋁擴散存在兩大難點：（一）、沒有理想的鋁雜質源（沒有鋁氣體源，沒有鋁液體源，沒有成熟的鋁固體源），導致鋁擴散的工藝技術要么很發雜，但難以精確控制，要么易實現但均勻性和重復性較差；（二）、沒有理想的掩蔽膜，在硅片上不能實現鋁的選擇性擴散。

發明內容

本發明的目的是提供一種能精確控制摻雜量的在硅片上實施鋁擴散的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟：

a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜；

b、離子注入步驟:?選用固體AlCl₃作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到120～170℃升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區與燈絲產生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將鋁雜質摻入硅片；

c、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間5-10分鐘，所述清洗液為HF和水的混合物；

d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100-110℃的烘箱中烘干；

e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250-1260℃，恒溫10-12小時。

所述清洗液中HF和水以重量比為1:15-20比例混合。

所述氧化硅隔離膜的厚度為50-80nm。

本發明的有益效果是：利用離子注入機摻雜劑量的可控性，摻雜劑量的重復性，硅片摻雜劑量的一致性等優點，形成均勻的表面低濃度鋁雜質，通過高溫推結，形成低濃度均勻深擴散分布的P型鋁雜質區，提高產品電壓，減少產品熱漏量，提高產品質量可控性，穩定性。

具體實施方式

實施例1

本發明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟：

a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜，氧化硅隔離膜的厚度為50nm；

b、離子注入步驟:?選用固體AlCl₃作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到120℃升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區與燈絲產生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將鋁雜質摻入硅片；

c、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間5分鐘，清洗液為HF和水的混合物，清洗液中HF和水以重量比為1:15比例混合；

d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100℃的烘箱中烘干；

e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250℃，恒溫10小時。

實施例2

本發明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟：

a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜，氧化硅隔離膜的厚度為65nm；

b、離子注入步驟:?選用固體AlCl₃作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到150℃升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區與燈絲產生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將鋁雜質摻入硅片；

c、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間7分鐘，清洗液為HF和水的混合物，清洗液中HF和水以重量比為1:18比例混合；

d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入105℃的烘箱中烘干；

e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1255℃，恒溫11小時。

實施例3

本發明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟：