[發明專利]一種半導體結構的摻雜方法

在審

• 申請號: 201510615944.4
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105161416A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 周正東;李誠瞻;史晶晶;劉國友;吳佳;丁榮軍
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/265
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，特別涉及一種半導體結構的摻雜方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，半導體器件越來越多的應用到人們的工作以及日常生活當中，為人們的工作以及日常生活帶來了巨大的便利。

在制作半導體器件的過程中，需要對半導體結構進行P型雜質和N型雜質的摻雜。在采用離子注入進行雜質摻雜時，經過離子注入的半導體結構需要通過退火，激活注入的雜質離子，使注入的雜質離子替位到晶格格點，完成半導體結構的摻雜。

然而，在對同一半導體結構進行P型和N型兩種類型的雜質摻雜時，由于不同材質對應的激活溫度不同，如果針對雜質材質分別進行多次退火，會對半導體結構表面形貌造成很大的損傷，如果僅針對其中某一雜質的激活溫度進行退火，則無法保證另一雜質的激活率。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體結構的摻雜方法，在進行P型和N型兩種類型的雜質摻雜時，既能夠保證兩種雜質的高激活率，同時，對半導體結構的表面形貌損傷很小。技術方案如下：

一種半導體結構的摻雜方法，其特征在于，包括：

對半導體結構分別進行P型雜質離子注入和N型雜質離子注入；

對離子注入后的半導體結構進行退火；

其中，所述退火過程包括：

升溫至第一激活溫度，在所述第一激活溫度保持第一預設時間；

從所述第一激活溫度升溫至第二激活溫度，在所述第二激活溫度保持第二預設時間；

降溫，完成退火。

優選的，當所述P型雜質的激活溫度小于所述N型雜質的激活溫度時，所述第一溫度為所述P型雜質的激活溫度，所述第二溫度為所述N型雜質的激活溫度。

優選的，當所述P型雜質的激活溫度大于所述N型雜質的激活溫度時，所述第一溫度為所述N型雜質的激活溫度，所述第二溫度為所述P型雜質的激活溫度。

優選的，在所述P型雜質離子注入和N型雜質離子注入后，對所述半導體結構進行退火前，還包括：

在所述半導體結構表面上濺射形成碳膜。

優選的，所述濺射的溫度為20℃～500℃。

優選的，所述半導體結構為碳化硅半導體結構。

優選的，所述P型雜質為鋁，N型雜質為氮。

優選的，所述第一激活溫度為1500℃～1650℃，所述第二激活溫度為1700℃～1900℃；

優選的，所述第一時間為3min～60min，第二時間為3min～30min。

優選的，所述升溫至第一激活溫度前，還包括：

通入保護氣體，所述保護氣體為惰性氣體。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明中的半導體結構的摻雜方法，在進行退火時，首先升溫至第一激活溫度，激活其中一種雜質，接著，從第一激活溫度再次升溫至第二激活溫度，激活另一種雜質，從而能夠保證兩種雜質的高激活率。由于僅使用一次退火工藝，因而對所述半導體結構的表面形貌損傷很小。

此外，采用低溫濺射工藝在退火前形成碳膜，能夠保護半導體結構的表面形貌，進一步避免退火過程對半導體結構的表面形貌的損傷。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1～3是現有技術3種摻雜工藝過程示意圖；

圖4是本發明的半導體結構的退火方法流程示意圖；

圖5是本發明實施例一的半導體結構的摻雜方法流程示意圖；

圖6是本發明實施例一的摻雜工藝過程示意圖；

圖7是本發明實施例二退火前的半導體結構圖；

圖8是本發明實施例二的溫度變化曲線圖。

具體實施方式

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

如背景技術所述，在對同一半導體結構進行P型和N型兩種類型的雜質摻雜時，由于不同材質對應的激活溫度不同，如果針對雜質材質分別進行多次退火，會對半導體結構表面形貌造成損傷，如果僅針對其中某一雜質的激活溫度進行退火，則無法保證另一雜質的激活率。