[发明专利]一种调节扩散气氛的一次扩散工艺

说明书

本发明提供一种调节扩散气氛的一次扩散工艺，包括将涂源后的硅片设于扩散炉中按照扩散曲线进行扩散，在扩散过程中通入一定比例的氮气和氧气。本发明的有益效果是由于采用上述技术方案，通过调节硅片在扩散过程中，尤其是升温过程中氮气与氧气的比例来控制硅片扩散后结深、TRR、硅片表面方块电阻以及后道的正向电压的测试结果，使得硅片更加满足不同使用需求，使得硅片的结深、TRR、硅片表面方块电阻以及后道的正向电压的数值可以有效控制，已得到需要的硅片，使得硅片扩散操作性高，简单方便。

技术领域

本发明属于硅片生产技术领域，尤其是涉及一种调节扩散气氛的一次扩散工艺。

背景技术

随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为钝化材料，应具备良好的电气性能、可靠性、良好的化学稳定性、可操作性以及经济性。根据上述要求，半导体钝化专用玻璃作为一种较为理想的半导体钝化材料在半导体行业中开始应用。利用半导体钝化专用玻璃制作的芯片称为玻璃钝化芯片(Glass passivation process Chip)，即GPP芯片。生产GPP芯片的硅片的生产工艺依次包括扩散工艺、玻钝工艺和镀金测试工艺等，在扩散工艺中，扩散源为液态磷源和硼源，硅片涂源后在扩散炉中进行扩散。方块电阻、表面浓度与结深是表征硅片扩散性能的指标，方块电阻对硅片电阻有一定的影响。

现有的扩散工艺，扩散源为气体扩散源，携带气体扩散源的大氮和小氮气体进行多为一次或者多次扩散，主要采用一步扩散后高温推进的方法再进行扩散，在扩散全程中，不论是升温过程或者降温过程，均进行氮气和氧气的通入；采用大氮或小氮进行磷源的扩散，在扩散过程中不是只是通入氮气和氧气，还会通入三氯氧磷气体，且氮气和氧气的通入只是用来排出扩散炉内的空气，同时通过一次或者多次扩散来进行磷扩散，扩散过程复杂，扩散时间长，工作效率低，不能满足现有的生产需求，同时，PN结的深度不够，方块电阻的均匀性差，扩散气体利用率不高，且形成的PN结和方块电阻的硅片不能达到需要的使用性能要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明要解决的问题是提供一种调节扩散气氛的一次扩散工艺，尤其适合生产GPP芯片的硅片扩散过程中使用，液态源涂覆后的硅片，通过在扩散升温过程中通入一定比例的氮气和氧气，使得硅片的结深、TRR、硅片表面方块电阻以及后道的正向电压的规格达到标准，满足硅片的不同性能需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种调节扩散气氛的一次扩散工艺，将涂源后的硅片设于扩散炉中按照扩散曲线进行扩散，在扩散过程中通入一定比例的氮气和氧气。

进一步的，在扩散升温过程中通入一定比例的氮气和氧气。

进一步的，一定比例的氮气和氧气的比例为1-10。

进一步的，扩散曲线包括升温过程，升温过程具体包括以下步骤：

S1：将扩散炉的温度由500-600℃升至1000-1200℃，升温时间为4-5h；

S2：保持扩散炉的温度为1000-1200℃，恒温时间为3-4h；

S3：将扩散炉的温度由1000-1200℃升至1250-1300℃，升温时间为30-60min；

S4：保持扩散炉的温度为1250-1300℃，恒温时间为20-30h。

进一步的，步骤S1、步骤S2和步骤S3中均通入所述一定比例的氮气和氧气。

进一步的，步骤S4中关闭氧气，通入氮气。

进一步的，扩散曲线还包括降温过程，降温过程具体包括以下步骤：

S5：将扩散炉的温度由1250-1300℃降至700-800℃，时间为3-4h；

S6：保持扩散炉的温度为700-800℃，恒温时间为3-4h；