[发明专利]提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法

权利要求书

1.一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：

在热扩散过程中，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与所述晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致，从而提高掺杂激活率；

其中，所述掺杂激活率定义为在同一面积内的替位掺杂离子面密度与相同杂质原子总掺入面密度之比，所述面密度为浓度随深度的积分。

2.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致的步骤具体包括：

在热扩散过程中，在晶硅表面形成磷硅玻璃或硼硅玻璃以作为扩散源，降低晶硅表面的所述扩散源的磷组分含量或硼组分含量，以使磷杂质原子或硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。

3.根据权利要求2所述的热扩散方法，其特征在于：

所述磷硅玻璃是由POCl₃和氧气与晶硅表面原子反应形成，通过减少POCl₃流量而降低晶硅表面的扩散源的磷组分含量；

所述硼硅玻璃是由BBr₃和氧气与晶硅表面原子反应形成，通过减少BBr₃流量而降低晶硅表面的扩散源的硼组分含量。

4.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致的步骤包括：

先在晶硅表面制备一层SiO₂薄层，再在所述SiO₂薄层上制备磷硅玻璃或硼硅玻璃以作为扩散源，调节SiO₂厚度或者调节SiO₂厚度并降低扩散源中的磷组分含量或硼组分含量，以使磷杂质原子或硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。

5.根据权利要求4所述的热扩散方法，其特征在于，所述SiO₂薄层厚度为h，其中1≤h≤1000nm。

6.根据权利要求4所述的热扩散方法，其特征在于：

所述磷硅玻璃是由POCl₃和氧气与SiO₂薄层表面反应形成，通过减少POCl₃流量而降低扩散源中的磷组分含量；

所述硼硅玻璃是由BBr₃和氧气与SiO₂薄层表面反应形成，通过减少BBr₃流量而降低扩散源中的硼组分含量。

7.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述扩入晶硅表层时的磷杂质原子浓度为n_P，1×10¹⁸/cm³≤n_P≤1×10²⁰/cm³，硼杂质原子浓度为n_B，1×10¹⁸/cm³≤n_B≤1×10²⁰/cm³。

8.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，磷杂质原子的热扩散温度为800～905℃，热扩散时间为20～40分钟；硼杂质原子的热扩散温度为900～1050℃，热扩散时间为30～50分钟。