[发明专利]一种磷、硼液态源一次全扩散工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造工艺，特别涉及一种磷、硼液态源一次全扩散工艺。

背景技术

半导体行业内一些器件的制作大多会用到扩散工艺形成PN结，目前业内常用的扩散工艺一般采用磷纸源、硼纸源一次全扩散或者采用磷、硼两次扩散，这些扩散方式存在着不可避免的缺陷：1)纸源扩散的扩散结深不平坦，硅片边缘反源多，器件抗浪涌能力差；2)两次扩散的方式工艺制作繁琐，在一面磷扩散后，另一面需要喷砂或者化学减薄去除反源量，再进行硼扩散，成本高，而且容易造成碎片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能使扩散结深平坦、器件抗浪涌能力较强，并且硅片边缘返源小、硅片体内缺陷少、加工成本低的一种磷、硼液态源一次全扩散工艺。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种磷、硼液态源一次全扩散工艺，包括如下步骤：

1)、硅片双面减薄：使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸，按照3∶1∶1的比例对原始硅片进行双面腐蚀，去除表面损伤层；

2)、扩散前清洗：通过酸、碱、去离子水超声清洗工序，对硅片表面进行化学处理；

3)、涂硼源：在清洗后的硅片的表面均匀涂上硼源，所述硼源的浓度为1％～15％，纯度为99.9％；

4)、第一次烘烤：将涂硼源后的硅片进行烘烤，温度为60～80℃，时间为10分钟；

5)、涂磷源：在烘烤后的硅片的背面均匀涂上磷源，所述磷源的浓度为1％～20％，纯度为99.9％；

6)、第二次烘烤：将涂双面源后的硅片进行烘烤，温度为60～80℃，时间为20～40分钟；

7)、叠片、装舟：在涂硼源面撒少许硅粉，然后把硅片两两相对，即磷源面与磷源面，硼源面与硼源面相对叠在一起，竖立摆在硅舟上，并用硅块挤紧；

8)、扩散：将装舟的硅片在1270～1275℃进行扩散，形成扩散结；

9)、扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层。

作为优选方案，所述步骤3)中，将硅片放置在旋转器上，将硼源滴在硅片的表面中心，启动旋转器使硅片旋转，旋转器的转速为3000～4000转/分钟。

作为优选方案，所述步骤5)中，将硅片反过来放置在旋转器上，将磷源滴在硅片的背面中心，启动旋转器使硅片旋转，旋转器的转速为3000～4000转/分钟。

本发明的有益效果是：1.本发明的磷、硼液态源一次全扩散工艺，采用浓度基本相当的磷、硼液态源进行扩散，硅片边缘的反源量小，有效面积利用率高。

2.采用低浓度高纯度的液态源进行一次全扩散，这样的扩散结深平坦均匀，可以提高产品击穿电压的均一性及稳定性。

3.这种液态源一次全扩散使硅片表面浓度减小，浓度梯度降低，可以有效的改善PN结场强，提高产品的耐放电能力及抗反向浪涌能力。

附图说明

图1是本发明的流程图；

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述的一种磷、硼液态源一次全扩散工艺作进一步的详细描述。

如图1所示，一种磷、硼液态源一次全扩散工艺，包括如下步骤：

1)、硅片双面减薄：使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸，按照3∶1∶1的比例对原始硅片进行双面腐蚀，去除表面损伤层；

2)、扩散前清洗：通过酸、碱、去离子水超声清洗工序，对硅片表面进行化学处理；

3)、涂硼源：在清洗后的硅片放置在旋转器上，将硼源滴在硅片的表面中心，启动旋转器使硅片旋转，旋转器的转速为3000～4000转/分钟，所述硼源的浓度为1％～15％，纯度为99.9％；

4)、第一次烘烤：将涂硼源后的硅片进行烘烤，温度为60～80℃，时间为10分钟；

5)、涂磷源：在烘烤后的硅片放置在旋转器上，将磷源滴在硅片的背面中心，启动旋转器使硅片旋转，旋转器的转速为3000～4000转/分钟，所述磷源的浓度为1％～20％，纯度为99.9％。

6)、第二次烘烤：将涂双面源后的硅片进行烘烤，温度为60～80℃，时间为20～40分钟；

7)、叠片、装舟：在涂硼源面撒少许硅粉，然后把硅片两两相对，即磷源面与磷源面，硼源面与硼源面相对叠在一起，竖立摆在硅舟上，并用硅块挤紧；

8)、扩散：将装舟的硅片在1270～1275℃进行扩散，形成扩散结；

9)、扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层。

一次全扩散的扩散结深结果：