[發明專利]一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法

在審

• 申請號: 202110168324.6
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113161446A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 許志
• 申請（專利權）人: 福建新峰二維材料科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/042;H01L21/322;H01L21/324
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張磊

1.一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：它包括如下步驟，

A.酸洗：用酸性溶液對硅片進行酸洗，之后清洗烘干；

B.高溫沉積PSG：在經步驟A酸洗處理后的硅片表面高溫沉積磷硅玻璃層，并進行退火處理；

C.一次除雜：經步驟B高溫沉積PSG處理后的硅片用溶劑進行清洗并拋光，去除表面反應層和吸附的雜質；

D.低溫沉積PSG：在經步驟C一次除雜處理后的硅片表面低溫沉積磷硅玻璃層，并進行退火處理；

E.二次除雜：經步驟D低溫沉積PSG處理后的硅片用溶劑進行清洗。

2.根據權利要求1所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟A酸洗的具體方法為，用酸性溶液對硅片浸洗180-300s，然后用去離子水浸洗片表面120-240s，之后烘干至表面無水跡殘留，烘干溫度為50-90℃，烘干時間為3-5min。

3.根據權利要求2所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述酸性溶液為氫氟酸、鹽酸、硝酸中的一種以上與水配置而成，酸的總質量百分比為5-15％。

4.根據權利要求1所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟B高溫沉積PSG中高溫沉積磷硅玻璃層的具體方法為，采用三氯氧磷擴散法進行高溫沉積磷硅玻璃層；擴散溫度為800℃-1100℃，擴散壓力為50mbar-300mbar，擴散時間為5min-30min，在高溫擴散過程中通入POCL₃、O₂、N₂，POCL₃氣體流量為50sccm-500sccm，O₂氣體流量為200sccm-2000sccm，N₂氣體流量為500sccm-5000sccm。

5.根據權利要求4所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟B高溫沉積PSG中退火的具體方法為，退火溫度為700℃-1000℃，降溫速率為2-10℃/min；退火壓力為100mbar-500mbar，退火時間為60min-180min；在退火過程中通入O₂和N₂，O₂和N₂的氣體流量分別為500sccm-5000sccm。

6.根據權利要求1所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟C一次除雜的具體方法為，用酸性溶液對硅片進行浸洗，清洗時間為5-10分鐘，清洗溫度為20℃-30℃；之后進行拋光，拋光時使用氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液，拋光時間為2-5min；所述氫氧化鉀或氫氧化鈉的質量百分比為0.5％-3％。

7.根據權利要求1所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟D低溫沉積PSG中低溫沉積磷硅玻璃層的具體方法為，采用三氯氧磷擴散法進行低溫沉積磷硅玻璃層；擴散溫度為400℃-600℃，擴散壓力為50mbar-300mbar，擴散時間為5min-30min，在低溫擴散過程中通入POCL₃、O₂、N₂，POCL₃氣體流量為50sccm-500sccm，O₂氣體流量為200sccm-2000sccm，N₂氣體流量為500sccm-5000sccm。

8.根據權利要求7所述的一種鑄造單晶或多晶類硅片的兩步擴散預處理方法，其特征在于：所述步驟D低溫沉積PSG中退火的具體方法為，退火溫度為300℃-500℃，降溫速率為2-10℃/min；退火壓力為100mbar-500mbar，退火時間為60min-180min；在退火過程中通入O₂和N₂，O₂和N₂的氣體流量分別為500sccm-5000sccm。