[發明專利]一種淺PN結擴散技術

有效

• 申請號: 201711442448.9
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108091554B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 黃福仁;黃賽琴;陳輪興;林吉申
• 申請（專利權）人: 福建安特微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/223
• 分類號: H01L21/223;H01L21/263
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 康永輝

1.一種淺PN結擴散方法,其特征在于,所述的淺PN結擴散方法結合常規設備和工藝，采用先制備一層薄二氧化硅阻擋層，再進行硼、磷的擴散以形成淺PN結;

所述的淺PN結擴散方法具體如下:

(a)、設計得到淺結結深的二氧化硅阻擋層厚度x_min,，式中D_SiO2為擴散雜質在二氧化硅中擴散系數、t為在擴散溫度下熱擴散時間，在后續的形成淺結的熱擴散時間為t+△t,即式中的擴散時間t加上保證淺結結深所需的擴散時間△t,△t≈t(x_pn/x_min)(D_SiO2/D_Si),式中x_pn為淺PN結結深、D_SiO2為在擴散溫度下擴散雜質在二氧化硅中擴散系數、D_Si為在擴散溫度下擴散雜質在硅中擴散系數;

(b)、要形成淺結的硅片上生成符合(a)所要求的一層厚度為x_min的二氧化硅層后和固態擴散雜質源，Si片和BN片相間放在石英舟上，放入石英管爐口通N₂預烘30分，后推入擴散爐恒溫區，恒溫時以垂直流方式通 N₂：O₂=8.8：1.8氣氛，在石英管進氣端加上石英散流板避免氣流噴射，能均勻地進入擴散區，例行地在石英舟兩頭放1-2片假片,氣流流量參照Re＝（D－μρ）/w≤15估算，式中：Re為雷諾系數；D為石英管直徑；μ為氣體流平均流速；ρ為氣體密度；w為氣體粘滯系數。

2.根據權利要求1所述的淺PN結擴散方法, 其特征在于,擴散系統設備中擴散爐的三區控溫精度為±0.5℃。

3.根據權利要求1所述的淺PN結擴散方法, 其特征在于, 所述的淺PN結擴散方法用硅片在氧化爐中通入含高純氧氣的氣體在高溫中使硅片表面氧化的工藝，在需生成淺結的晶片上生成一層二氧化硅層厚度為x_min，雜質擴散采用氣--固擴散;片狀源采用市售光譜純氮化硼，在石英舟中相間裝片放入石英管爐口通N₂預烘30分，爐溫調節在350 ℃;預烘后用3分鐘慢慢推進爐中恒溫區，垂直流方式通 N₂然后以5℃/分速率升溫達到所需恒溫溫度恒溫t+△t，然后以5℃/分速率降溫到350 ℃，再用3分鐘推出石英舟;把硅片放在10：1的HF溶液漂洗即可完成淺結擴散：除表面雜質濃度外，結深≤100nm，相對偏差＜5％；同爐片間的相對偏差＜5％，不同批間之間相對偏差＜10％。