[發明專利]提高擴散爐首尾芯片參數一致性的方法

有效

• 申請號: 201410468782.1
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104217932B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 劉金虎;趙衛;宋洪德
• 申請（專利權）人: 吉林華微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/22
• 分類號: H01L21/22
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及微電子芯片生產制造領域，具體涉及一種擴散爐首尾增加特制陪片提高片間參數均勻性的新工藝方法。

背景技術

擴散爐在進行高溫擴散時需將芯片一批挨一批放入爐管中，當整爐芯片處在高溫狀態時，芯片中注入的離子會擴散出來，由于首尾芯片只有一側有參雜的芯片進行濃度外擴，這樣首尾芯片周圍的離子濃度要遠小于其它位置的離子濃度，所以該位置芯片擴散出來的參雜離子會較其它位置多，這就造成了首尾芯片實際參入的離子濃度與其它位置的芯片實際參入的離子濃度有較大差異，最終導致首尾芯片與其它位置芯片的電參數相差很大，此問題若發生在關鍵工步，可直接導致芯片報廢，造成巨大的損失，嚴重影響產品良率。

發明內容

本發明為解決現有擴散爐中首尾芯片參數差異大、良率低導致芯片報廢的問題，提供一種提高擴散爐首尾芯片參數一致性的方法。

提高擴散爐首尾芯片參數一致性的方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、選擇多片單晶片進行濃度和參雜類型的注入；獲得注入后的單晶片；

步驟二、從石英舟爐里從內到外的方向依次放置五片擋片，至少兩片注入后的單晶片，正式片，至少兩片注入后的單晶片和十片擋片；然后將所述石英舟爐放入高溫爐管中；

步驟三、對所述高溫爐管進行升溫、通氣體、恒溫、降溫，獲得擴散爐內首尾參數一致的芯片。

步驟一中所述的選擇多片單晶片進行相應離子劑量、離子能量和參雜類型的注入，具體的參雜類型包括n型雜質和p型雜質兩種，n型雜質采用P，P型雜質采用硼。

步驟三中對高溫爐管進行升溫、通氣體、恒溫和降溫的具體過程為：芯將高溫爐管升溫至800度，向高溫爐管中通N₂氣體，停止通入N₂后繼續通入O₂，然后以5度/分鐘的速率將高溫爐管升溫到1150度，并恒溫80分鐘，最后，向高溫爐管中通入H₂、O₂并恒溫130分鐘，關閉H₂、O₂，再通入N₂，以3.3度/分鐘的速率將高溫爐管降溫到800度，將芯片從高溫爐管中取出，獲得擴散爐內首尾參數一致的芯片。

本發明的有益效果：本發明采用多片經過注入的單晶片，在整爐芯片的首尾各放兩片注入后的單晶片來補償爐口爐里芯片的濃度,該注入后的單晶片與正式芯片必須具有相同的注入濃度和雜質類型，在高溫擴散過程中，注入后的單晶片相當于為首尾芯片制造了與爐內其它位置芯片同樣的參雜濃度和氣體濃度條件，避免了首尾芯片因在此過程中濃度損失大造成的參數一致性差、報廢問題。

本發明通過擴散過程中濃度補償的方法再配合原有擋片來避免爐內首尾芯片與其它位置芯片的雜質濃度和氣體濃度的差異，以低成本的方法，進一步提高電參數一致性和芯片良率。

附圖說明

圖1為本發明所述的提高擴散爐首尾芯片參數一致性的方法中爐內芯片擺放示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1說明本實施方式，提高擴散爐首尾芯片參數一致性的方法，該方法由以下步驟實現：

一、找四片單晶片進行相應濃度和參雜類型離子進行注入；以環推結為例：正常芯片在推結前的注入條件為：5.0E12_90KeV_B,那么單晶片所選用的注入條件同樣為：5.0E12_90KeV_。具體的參雜類型包括n型雜質和p型雜質兩種，n型雜質采用P，P型雜質采用B(硼)。

二、從石英舟爐里方向的第一個舟齒開始放五片擋片，接著分別放兩片注入后的單晶片、正式片、兩片注入后的單晶片、十片擋片；

三、將石英舟放入高溫爐管中；、運行相應的程序(包括升溫、通氣體、恒溫、降溫等步驟，以環推結為利：芯片放入溫度為800度、通N₂的高溫爐中→關閉N₂,通O₂→以5度/分鐘的速率升溫到1150→1150度恒溫80分鐘→通H₂、O₂→恒溫130分鐘→關閉H₂、O₂，通N₂→以3.3度/分鐘的速率降溫到800度→將芯片從爐中取出。這樣放置可以使擴散爐首尾芯片處于同爐中其它位置芯片一樣的雜質濃度和氣體濃度條件中，從而達到首尾芯片的電參數和其它位置一致，完全避免廢片。

本實施方式所述的方法可以使擴散爐首尾芯片處于同爐中其它位置芯片一樣的雜質濃度和氣體濃度條件中，從而達到首尾芯片的電參數和其它位置一致，完全避免廢片。