[發明專利]一種復合硼鋁擴散源及其制備方法和半導體摻雜加工的方法

在審

• 申請號: 202111397121.0
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114121623A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 阮岳峰;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 浙江尚能實業股份有限公司
• 主分類號: H01L21/22
• 分類號: H01L21/22;H01L21/228
• 代理公司: 紹興上虞鴻鳴知識產權代理事務所(普通合伙) 33363
• 代理人: 馬鴻杰

本發明公開了一種復合硼鋁擴散源及其制備方法和半導體摻雜加工的方法，這種復合硼鋁擴散源按質量份數由正硅酸乙酯15?20份，乙二醇甲醚30?56份，九水硝酸鋁1?7份，乙醇25?35份，水2?5份，氧化硼2?11份混合而成。這種復合硼鋁擴散源及其制備方法和半導體摻雜加工的方法可以通過控制膜厚及復合硼鋁擴散源中硼與鋁的含量來實現硼和鋁摻雜濃度的精確控制，能夠一次性實現硼和鋁摻雜擴散，擴散過程中不需要離子注入機的參與，減少了該設備的資金投入，且操作簡單，整個擴散工藝都在擴散爐中一次完成，不需二次退火，且可以滿足大結深產品的加工需求，提高了生產效率，且這種復合硼鋁擴散源，保存期長，無需低溫保存。

技術領域

本發明屬于復合硼鋁擴散源及其加工方法以及半導體加工技術領域，具體是一種復合硼鋁擴散源及其制備方法和半導體摻雜加工的方法。

背景技術

擴散源是半導體器件生產制造的摻雜工藝中一種必不可少的微電子化學品。根據不同的摻雜工藝所使用的摻雜源有所不同，摻雜工藝主要分為兩種：熱擴散和離子注入。

離子注入是通過高能量的離子束轟擊硅片表面，在摻雜窗口處，雜質離子被注入到體硅內，而在其它不需摻雜的區域，雜質離子被硅表面的保護層屏蔽，從而完成選擇性摻雜。在離子注入過程中，電離的雜質離子經靜電場加速打到硅片表面，通過測量離子電流可嚴格控制注入劑量。

通常離子注入的深度較淺且濃度較大，必須進行退火和再分布工藝。由于離子進入硅晶體后，會給晶格帶來大范圍的損傷，為了恢復這些晶格損傷，在離子注入后要進行退火處理。在退火的同時，雜質在硅體內進行再分布，如果需要還可以進行后續的高溫處理以獲得所需的結深。工藝過程復雜，無法一次性滿足大結深產品的加工需求。

另外離子注入機技術一直掌握在外企手中，設備價格昂貴，采購受限等問題突出。特別是對一些半導體分離期間制造企業來說，使用離子注入機來生產期間成本過高，且由于設備數量有限導致生產效率低，產品供貨緊張。

熱擴散摻雜是指利用分子在高溫下的擴散運動，使雜質原子從濃度很高的雜質源向體硅中擴散并形成一定的分布。

熱擴散通常分兩個步驟進行：預淀積和再分布。預淀積是指在高溫下，利用雜質源，如硼源、磷源等，對硅片上的摻雜窗口進行擴散，在窗口處形成一層較薄但具有較高濃度的雜質層。這是一種恒定表面源的擴散過程。再分布是限定表面源的擴散過程，是利用預淀積所形成的表面雜質層做雜質源，在高溫下將這層雜質向體硅內擴散的過程，通常再分布的時間較長，通過再分布，可以在硅襯底上形成一定的雜質分布和結深。

但是熱擴散摻雜工藝具有一個很明顯的缺點就是不能精確控制雜質的濃度，從而所生產出來的電路會與所設計的電路有一定的差別。

由于熱擴散工藝相較于離子注入操作簡單，設備及環境要求相對較低。生產制造成本低廉，因此備受一些廠家的青睞。