專利名稱：半導(dǎo)體組件制造方法、半導(dǎo)體組件及半導(dǎo)體組件制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體組件(例如太陽(yáng)能電池)。這些實(shí)施例特別涉及半導(dǎo)體組件制造方法、半導(dǎo)體組件與半導(dǎo)體組件制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體組件在數(shù)種工業(yè)領(lǐng)域中具有許多功能，包括但不限于諸如晶體管和光伏電池(例如太陽(yáng)能電池)的電子組件的制造。個(gè)別的光伏電池用于例如提供功率給小型裝置 (例如電子計(jì)算器)。光伏陣列用于例如遠(yuǎn)距區(qū)域功率系統(tǒng)、繞地球的衛(wèi)星與太空探測(cè)器、 遠(yuǎn)距無(wú)線電話及泵水應(yīng)用中。運(yùn)作含p-n結(jié)的太陽(yáng)能電池的原理如以下所概略描述。太陽(yáng)能電池吸收光且因所吸收的光能而產(chǎn)生電子/電洞(hole)電荷對(duì)。由于結(jié)電場(chǎng)和擴(kuò)散所造成的漂移，電子移動(dòng)朝向結(jié)的η-層側(cè)，并且電洞移動(dòng)朝向P-層側(cè)。對(duì)于太陽(yáng)能電池制造，可以利用所謂的塊體(bulk)技術(shù)或薄膜技術(shù)，前者系使用塊體半導(dǎo)體晶片，后者系造成薄膜太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池的大部分普遍的塊體材料是節(jié)晶硅，例如單晶硅(c-Si)或多晶硅(mc-Si)。典型的使用mc-Si的太陽(yáng)能電池制造過(guò)程可以包括例如下述步驟中的一些步驟 藉由蝕刻從mc-Si晶片移除鋸-損壞；藉由在P0C13環(huán)境中進(jìn)行熱處理以形成射極；移除產(chǎn)生的磷硅玻璃(PSG)；鈍化前側(cè)與/或背側(cè)；藉由例如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD) 來(lái)沉積前側(cè)抗反射涂層；進(jìn)行后側(cè)金屬化與前接觸網(wǎng)格線的網(wǎng)?。灰约巴嘶鹨栽斐珊髠?cè)金屬相互擴(kuò)散且引發(fā)前接觸網(wǎng)格線。多晶硅晶片可以含有高密度的再結(jié)合中心，例如晶格缺陷(諸如像是鐵(Fe)或鎳 (Ni)的雜質(zhì))。這造成了不希望的電荷載子的再結(jié)合，因而影響了太陽(yáng)能電池的電氣性質(zhì)。 為了改善使用mc-Si之太陽(yáng)能電池的性質(zhì)，可以執(zhí)行所謂的雜質(zhì)的吸附(gettering)，并且藉此執(zhí)行雜質(zhì)的失活(inactivation)，其典型地包括在高溫下的磷擴(kuò)散。磷可以保留射極與/或太陽(yáng)能電池的表面中的狗和其它金屬雜質(zhì)，減少了因這些雜質(zhì)的再結(jié)合。在磷擴(kuò)散期間，會(huì)形成磷硅玻璃，磷硅玻璃必須被移除以進(jìn)行后續(xù)的太陽(yáng)能電池制造過(guò)程步驟。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問(wèn)題，本發(fā)明提供了根據(jù)權(quán)利要求1的一種半導(dǎo)體組件制造方法、根據(jù)權(quán)利要求15的一種半導(dǎo)體組件、以及根據(jù)權(quán)利要求16的一種半導(dǎo)體組件制造設(shè)備。根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件制造方法，其包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附(getter)雜質(zhì)。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件，其可藉由半導(dǎo)體組件制造方法來(lái)獲得，該方法包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件制造設(shè)備，其包括涂覆裝置， 其適于涂覆半導(dǎo)體基材；加熱裝置，其適于將該經(jīng)涂覆之半導(dǎo)體基材予以退火；以及控制裝置，其適于控制該涂覆裝置與該加熱裝置，并適于執(zhí)行半導(dǎo)體組件制造方法，該方法包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。本發(fā)明的進(jìn)一步特征及細(xì)節(jié)可由從屬權(quán)利要求、詳細(xì)說(shuō)明和附圖了解。實(shí)施例也涉及用來(lái)實(shí)施所揭示的方法的設(shè)備，并且涉及包括多個(gè)設(shè)備部件以執(zhí)行所述方法步驟的設(shè)備。此外，實(shí)施例亦涉及所述設(shè)備藉以運(yùn)作或所述設(shè)備藉以制造的方法。 其可以包括用于實(shí)施設(shè)備功能或用于制造設(shè)備部件的方法步驟。方法步驟可以藉由硬件構(gòu)件、固件、軟件、經(jīng)程序化以適當(dāng)軟件的計(jì)算機(jī)、前述任何組合、或以任何其它方式來(lái)執(zhí)行。應(yīng)了解，一個(gè)實(shí)施例的組件可以有利地被用到其它實(shí)施例中，而不需贅述。


本發(fā)明的前述特征、詳細(xì)說(shuō)明可以藉由參照實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地了解。附圖涉及本發(fā)明的實(shí)施例并且在以下描述。一些實(shí)施例藉由參照以下附圖而更詳細(xì)地被描述在“具體實(shí)施方式
”中，其中圖Ia-Ic示出根據(jù)實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例的半導(dǎo)體組件制造方法的步驟。圖2a_2d示出根據(jù)實(shí)施例的另一實(shí)例的半導(dǎo)體組件制造方法的步驟。圖3a_3d示出根據(jù)實(shí)施例的又一實(shí)例的半導(dǎo)體組件制造方法的步驟。
具體實(shí)施例方式下述說(shuō)明將涉及各種實(shí)施例，這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。各實(shí)例是以解釋的方式來(lái)提供，并且沒(méi)有意圖要限制本發(fā)明。在以下描述中，半導(dǎo)體組件將示范性地被稱為太陽(yáng)能電池，其不會(huì)限制范圍。此外，半導(dǎo)體組件的基材將示范性地被稱為晶片或硅晶片，也被稱為硅基材，其不會(huì)限制范圍。然而，本文揭露的實(shí)施例的實(shí)例也可以被應(yīng)用到其它類型的半導(dǎo)體組件(例如薄膜太陽(yáng)能電池)。此外，可以設(shè)想出其它不是硅的半導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料。此外，在以下描述中，硅晶片將示范性地被稱為多晶P-型硅晶片，其不會(huì)限制范圍。然而，可以使用其它類型的硅晶片，例如單晶硅晶片與/或本征硅晶片(諸如實(shí)質(zhì)上純的硅晶片)。此外，在以下描述中， 描述了 p-n太陽(yáng)能電池的制造，其中η-型射極形成在P-型硅基材中。然而，本文描述的實(shí)施例的方法的原理可以對(duì)應(yīng)地用于具有相反ρ-η結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池的制造。此外，在以下描述中，磷被提及作為用來(lái)形成射極之η-摻質(zhì)的實(shí)例。然而，可以使用其它η-摻質(zhì)(例如砷)。在以下的

中，相同的組件符號(hào)指稱相同的組件。通常，僅描述個(gè)別實(shí)施例的不同之處。本文描述的多個(gè)實(shí)施例的一種典型應(yīng)用是太陽(yáng)能電池(例如使用mc-Si的太陽(yáng)能電池)的制造。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件制造方法，其包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附(getter)雜質(zhì)。因此，射極區(qū)域的形成與雜質(zhì)的吸附是執(zhí)行于同一步驟中，典型地為同時(shí)執(zhí)行。雜質(zhì)可以被摻雜添加物所吸附。圖Ia-Ic示示根據(jù)實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例的半導(dǎo)體組件制造方法的步驟。在此實(shí)例的第一步驟中，提供P-型硅晶片10形式的硅基材(顯示于第Ia圖)以作為半導(dǎo)體基材，其具有前側(cè)12與背側(cè)14。晶片10包括散布在塊體晶片10內(nèi)的金屬雜質(zhì)16。例如，可以使用P-型(典型地為硼摻雜)的多晶硅晶片以作為硅基材，其具有0.2-lOOhm-cm的電阻率 (典型地為lOhm-cm)及厚達(dá)500 μ m的厚度(典型地為200 μ m)。在圖Ib示出的第二步驟中，可以沉積硅化合物與摻雜添加物于硅基材上。因此， 非晶硅化合物層20(其包括摻質(zhì)22，例如磷)形成在晶片10的前側(cè)12上。硅化合物可以是例如氮化硅或碳化硅。在實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例中，第二步驟可以藉由濺射該硅化合物與該摻雜添加物(例如藉由濺射含有該硅化合物與該摻雜添加物的標(biāo)靶)來(lái)執(zhí)行。在濺射期間， 可以提供氣體，其中該氣體包括選自由CH4、NH3及其它適當(dāng)成分所構(gòu)成群組的至少一者。在實(shí)施例的另一實(shí)例中，第二步驟藉由一氣體混合物的PECVD來(lái)執(zhí)行，其中該氣體混合物包括SiH4與選自由NH3、CH4及PH3所構(gòu)成群組中的至少一者。
例如，在第二步驟中，可以沉積磷摻雜鈍化層在晶片10的前側(cè)12上。產(chǎn)生的鈍化層可以具有抗反射性質(zhì)、70-95nm的厚度、及在622nm波長(zhǎng)下的1. 95-2. 05的折射率。沉積可以如下述來(lái)執(zhí)行在第一實(shí)例中，可以藉由PECVD來(lái)沉積碳化硅層SiCx (n) H于晶片10的前側(cè)上。在涂覆腔室中，可以建立1 μ bar至6 μ bar的總壓力與約200°C至約500°C的晶片溫度。為了產(chǎn)生等離子體，可以使用提供約3Hz至約300Hz范圍的RF的功率源，典型地為約 300kHz 至 3000kHz 范圍的中等頻率(Medium Frequency, MF)。可以將 SiH4、CH4、及 PH3 氣體導(dǎo)入涂覆腔室內(nèi)。沉積時(shí)間可為約1分鐘至約10分鐘。在替代性實(shí)施例中，可以藉由濺射磷摻雜硅標(biāo)靶來(lái)沉積例如氮化硅層SiNx(Ii)于晶片10的前側(cè)12上。在涂覆腔室中，可以建立1 μ bar至6 μ bar的總壓力與約200°C至約500°C的晶片溫度。可以將Ar、NH3> N2, 及選擇性地PH3(若標(biāo)靶未經(jīng)磷摻雜)導(dǎo)入涂覆腔室內(nèi)。為了產(chǎn)生等離子體，可以使用提供 DC、RF、或MF的功率源。在又一實(shí)施例中，可以藉由濺射磷摻雜標(biāo)靶且使用隊(duì)與&作為反應(yīng)性氣體于晶片上生長(zhǎng)包括磷摻雜氮氧化硅的層20。選擇性地，在第二步驟之后，可以執(zhí)行以本征或硼摻雜的鈍化層(未示出)對(duì)晶片 10的背側(cè)進(jìn)行鈍化。這可以使用類似于第二步驟的條件的沉積條件在不存在磷摻質(zhì)下來(lái)實(shí)現(xiàn)。在完成制造方法之后，此層必須保持鈍化性質(zhì)。當(dāng)選擇硼摻雜層時(shí)，在晶片(例如太陽(yáng)能電池)的背側(cè)處存在有經(jīng)鈍化的高低結(jié)的額外優(yōu)點(diǎn)。然后，在圖Ic示出的第三步驟中，經(jīng)涂覆之晶片10被退火于約600°C至約1200°C 的退火溫度長(zhǎng)達(dá)約1分鐘至約100分鐘。可以藉由使用管狀爐、帶狀爐、電阻式加熱爐、紅外線爐、利用鹵素?zé)舻臓t、與/或快速熱處理(RTP)的加熱程序來(lái)執(zhí)行該退火。經(jīng)涂覆之晶片10的退火可以進(jìn)行于惰性氛圍下(例如N2)或反應(yīng)性氛圍下(例如N2/H2)在約700°C至約950°C的退火溫度長(zhǎng)達(dá)約15分鐘至約30分鐘。因此，磷22會(huì)擴(kuò)散到晶片10內(nèi)，并且吸附實(shí)質(zhì)量的雜質(zhì)16。此外，一定量的磷在硅晶片10與硅化合物層20之間的接口處會(huì)擴(kuò)散到晶片10內(nèi)，而不會(huì)吸附。藉此，η-型射極區(qū)域30形成在靠近化合物層20與晶片10的界面處。進(jìn)一步地，晶片10的前側(cè)12被涂覆以硅化合物層20，其中該硅化合物層20可以實(shí)質(zhì)上耗盡磷。由于氮化硅或碳化硅可以作為硅化合物，包含射極區(qū)域30的晶片10的表面可以被層20鈍化。此外，層20可以作為抗反射涂層。此外，退火溫度可以位在約950°C 至約1200°C的范圍中，典型地為約1100°C。因此，可以額外地執(zhí)行化合物層20的熱氧化。在第三步驟中，由于磷的活化和擴(kuò)散到晶片內(nèi)，形成了射極。此外，在此步驟中，可以藉由存在磷的輔助來(lái)在層中查成金屬雜質(zhì)的吸附。因此，藉由根據(jù)實(shí)施例的方法，半導(dǎo)體晶片的表面區(qū)域中與/或塊體區(qū)域中金屬雜質(zhì)的吸附及射極形成在同一步驟中同時(shí)來(lái)執(zhí)行。此外，可以達(dá)到表面鈍化與/或抗反射涂覆。在實(shí)施例的其它實(shí)例中，退火溫度可以典型地位于約600°C至約1200°C的范圍中，更典型地為位于約650°C至約780°C的范圍中或約750°C至約830°C的范圍中，最典型地為位于約700°C至約800°C的范圍中。在實(shí)施例的又一實(shí)例中，退火時(shí)間可以典型地位于約1分鐘至約100分鐘的范圍中，更典型地為位于約75分鐘至約100分鐘的范圍中或約80分鐘至約90分鐘的范圍中， 最典型地為位于約15分鐘至約30分鐘的范圍中或約20分鐘至約30分鐘的范圍中。在一些實(shí)施例中，在沉積硅化合物與摻雜添加物于硅基材上的步驟期間，可以形成兩層(例如兩層相同的組成)。在實(shí)施例的其它實(shí)例中，在沉積硅化合物與摻雜添加物于硅基材上的步驟期間，可以形成兩層不同的組成。這樣的實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例在圖中示出。此實(shí)例與圖Ia-Ic所示出的方法的不同點(diǎn)在于此實(shí)例在第二步驟期間執(zhí)行兩個(gè)涂覆程序。首先，包含磷作為摻質(zhì)22的硅化合物20被沉積在晶片10的前側(cè)12上，如圖2b所示。額外的涂覆程序系如圖2c所示，其顯示沒(méi)有摻雜磷的硅化合物層M被形成在包含磷的硅化合物層20上。因此，在圖2d的第三步驟期間，一定量的磷會(huì)在硅晶片10與硅化合物層20的界面處擴(kuò)散到晶片內(nèi)。故，射極區(qū)域30的形成和晶片10的雜質(zhì)16的吸附系同時(shí)執(zhí)行。此外，同時(shí)，層20可以提供表面鈍化，而層M可以提供抗反射性質(zhì)。在上述圖2a_2d顯示的實(shí)例的變化中，在第二步驟之后，層20可以包括氮化硅與磷，而層M包括氮化硅而未經(jīng)摻雜磷。根據(jù)此實(shí)例的另一變化，層20可以包括碳化硅與磷， 而層M包括氮化硅而未經(jīng)摻雜磷。在此實(shí)例的又一變化中，層20可以包括氮化硅與磷，而層M包括碳化硅而未經(jīng)摻雜磷。此外，層20可以包括碳化硅與磷，而層M包括碳化硅而未經(jīng)摻雜磷。如前所述，在執(zhí)行退火步驟之前，層20可以包括氮化硅與磷，或碳化硅與磷。在圖 3a_3d示出的又一實(shí)例中，可以形成經(jīng)涂覆的晶片10，其中在退火之前層M可以具有與層 20相同的成分，層M中摻質(zhì)22的濃度實(shí)質(zhì)上等于或低于層20中摻質(zhì)22的濃度。在替代性實(shí)例中(未示出)，層24中摻質(zhì)22的濃度可以甚至高于層20中摻質(zhì)22的濃度。因此， 層20可以包括磷摻雜氮化硅或磷摻雜碳化硅，而層M也包括磷摻雜氮化硅或磷摻雜碳化硅。這些實(shí)例具有與圖Ia-Ic所解釋的實(shí)例相同的效果可以在同一步驟中同時(shí)執(zhí)行在半導(dǎo)體晶片的表面區(qū)域中與/或塊體區(qū)域中金屬雜質(zhì)的吸附、射極形成、及在一些情況中表面鈍化和抗反射涂覆。在圖2a_2d與圖3a_3d各自顯示的實(shí)例的變化中(未示出)，可以藉由先在半導(dǎo)體基材上沉積此兩個(gè)半導(dǎo)體化合物層中的一層且接著使用前述退火溫度和退火時(shí)間進(jìn)行退火，以及沉積另一層且接著使用前述退火溫度和退火時(shí)間進(jìn)行退火，以形成此兩個(gè)半導(dǎo)體化合物層。此外，在圖2a_2d顯示的實(shí)例的變化中(未示出)，在個(gè)別層20與M的兩者或各者進(jìn)行退火之前，半導(dǎo)體化合物層20可以不經(jīng)摻質(zhì)來(lái)?yè)诫s，而層M可以包括摻質(zhì)22。 在這些變化中，于退火之后，可以產(chǎn)生如圖2d或圖3d所示的相同的結(jié)構(gòu)。層20與層24的典型實(shí)例是B-SiCx和a_SiyCx(例如a_Si0.8C0.2)以及a_SiNx和 a-SiyNx，其中χ典型地位于0至約1范圍中，并且y典型地位于超過(guò)0至約1范圍中。所形成的層的厚度可以位于約30nm至約120nm范圍中。此外，適當(dāng)量的氫與/或氧或其它成分可以被包括在層20和M中，以提供合適的鈍化與/或抗反射性質(zhì)。包含氫的層20或M 的一個(gè)實(shí)例為經(jīng)氫化的磷摻雜的非晶碳化硅a-SiCx(n) :H，其藉由從SiH4、CH4、及PH3執(zhí)行 PECVD來(lái)形成。包含氧之層20或M的一個(gè)實(shí)例為磷摻雜的氮氧化硅，其藉由濺射η-摻雜的硅標(biāo)靶且利用N2和&作為反應(yīng)性氣體來(lái)生長(zhǎng)。根據(jù)一些實(shí)施例，硅基材可以選自由結(jié)晶硅基材、多晶硅基材、具有結(jié)晶硅表面層的基材、及具有多晶硅表面層的基材所構(gòu)成群組。如前所述，根據(jù)一些實(shí)施例，硅基材可以是ρ-型硅基材。在其它實(shí)施例中，硅基材可以是本征硅基材，即未經(jīng)摻雜的硅晶片10。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，此方法可以包括形成本征硅材料層于硅晶片10的背側(cè)上的步驟。因此，在一些實(shí)施例中，晶片10的前側(cè)能夠被提供以經(jīng)摻雜的a-硅化合物層，而背側(cè)可以由本征材料所構(gòu)成。因此，在執(zhí)行此方法期間， 可以避免在背側(cè)處的射極形成。在其它實(shí)施例中，此方法可以包括形成經(jīng)摻雜(例如P-摻雜)的材料層于硅晶片10的背側(cè)上的步驟。所形成的背側(cè)層可以是例如經(jīng)硼摻雜硅表面層。這會(huì)在經(jīng)涂覆的晶片(例如太陽(yáng)能電池)的背側(cè)處導(dǎo)致鈍化的高低結(jié)。如前所述，藉由本文描述的實(shí)施例，可以在同一步驟中同時(shí)執(zhí)行一半導(dǎo)體晶片的表面區(qū)域中與/或塊體區(qū)域中金屬雜質(zhì)或其它晶格缺陷的吸附以及射極形成。此外，當(dāng)形成射極及吸附雜質(zhì)時(shí)，可以達(dá)成表面鈍化。在相同的步驟中，可以完成抗反射涂層的形成。 此外，不需要移除磷硅玻璃，這是因?yàn)楸疚膶?shí)施例所提供的磷擴(kuò)散不會(huì)造成PSG區(qū)域的形成。此外，所制造的半導(dǎo)體組件或太陽(yáng)能電池的經(jīng)改善射極輪廓可以更陡。因此，本文揭露的實(shí)施例的方法允許射極輪廓的更佳控制。這可取決于磷擴(kuò)散到晶片基材內(nèi)的較慢速度 (由于半導(dǎo)體化合物和摻質(zhì)的選擇以及退火溫度和退火時(shí)間的選擇)。所以，能夠以簡(jiǎn)單的制造過(guò)程來(lái)制造改善的射極區(qū)域、改善表面鈍化、減少電荷載子再結(jié)合與/或改善抗反射性質(zhì)的半導(dǎo)體組件(例如太陽(yáng)能電池)。因此，可以顯著地降低太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本。在下文中，將描述實(shí)施例的又一實(shí)例。在第一實(shí)例中，使用ρ-型的硼摻雜多晶硅晶片作為基材，其具有l(wèi)Ohm-cm的電阻率200 μ m的厚度。晶片具有在結(jié)晶生長(zhǎng)期間所導(dǎo)入的金屬雜質(zhì)。在第二步驟中，兩個(gè)磷摻雜的非晶碳化硅鈍化層a-SiCx(n) :H的堆棧沉積在晶片的前側(cè)上。沉積條件為如下反應(yīng)器PECVD，直接等離子體，運(yùn)作于RF頻率(13. 56MHz)；反應(yīng)器腔室中的真空壓力低于 10e-5hPa ；氣流=SiH4(95% )+PH3(5% ) :3sccm ；CH4 :32sccm ； 總壓力Jybar ；溫度300°C;沉積時(shí)間(靜態(tài))12分鐘；功率密度0. 086W/m2。所形成的 a-SiCx (η) :Η雙層具有抗反射性質(zhì)、80nm的厚度、及在622nm波長(zhǎng)下的2. 00的折射率。在第三步驟中，經(jīng)涂覆的晶片在隊(duì)氛圍下于830°C的溫度下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)20分鐘退火時(shí)間的退火。太陽(yáng)能電池的前驅(qū)物被形成了。僅需要施加多個(gè)接點(diǎn)。第二實(shí)例與第一實(shí)例的不同點(diǎn)在于第二實(shí)例在第二步驟之后且在第三步驟的退火之前，以a_SiCx(i) :H的本征非晶碳化硅膜來(lái)執(zhí)行晶片的背側(cè)的鈍化。沉積條件對(duì)應(yīng)于第二步驟的沉積條件，而不存在磷摻質(zhì)。反應(yīng)器PECVD，直接等離子體，運(yùn)作于RF頻率(13.56MHz)；反應(yīng)器腔室中的真空壓力低于10e-5hPa;氣流SiH4(95% )+PH3(5% ) 3sccm;CH4 :3kccm;總壓力3 μ kir ；溫度300°C ；沉積時(shí)間(靜態(tài))12分鐘；功率密度 0. 086W/m2。在第三實(shí)例中，執(zhí)行第一實(shí)例的三個(gè)步驟，但第三步驟被更改成經(jīng)涂覆的晶片被退火于780°C的溫度長(zhǎng)達(dá)75分鐘。在第四實(shí)例中，第三實(shí)例被更改成經(jīng)涂覆的晶片被退火于780°C的溫度長(zhǎng)達(dá)20分鐘。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件制造方法，其包括提供一半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附(getter)雜質(zhì)。因此，射極區(qū)域的形成與雜質(zhì)的吸附是執(zhí)行于同一步驟中，典型地為同時(shí)執(zhí)行。雜質(zhì)可以被摻雜添加物所吸附。雜質(zhì)可以是金屬雜質(zhì)或其它晶格缺陷。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基材是硅基材且該半導(dǎo)體化合物是硅化合物，并且退火系藉由加熱于約600°C至約1200°C的退火溫度長(zhǎng)達(dá)約1 分鐘至約100分鐘的退火時(shí)間來(lái)執(zhí)行。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，在形成該層的步驟中，經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體化合物層被形成在半導(dǎo)體基材的表面上。經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層可以是非晶的。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，在形成該層的步驟中，至少兩個(gè)相同或不同組成的層被形成。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，在形成該層的步驟中，形成至少兩層，這些層的至少兩層包括相同的半導(dǎo)體化合物或不同的半導(dǎo)體化合物。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，至少一種半導(dǎo)體化合物包括選自由硅化合物、碳化硅及氮化硅所構(gòu)成群組中的至少一者。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該摻雜添加物包括選自由 P-型摻質(zhì)、η-型摻質(zhì)、磷及砷所構(gòu)成群組中的至少一者。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，形成該層的步驟藉由濺射該半導(dǎo)體化合物與該摻雜添加物來(lái)執(zhí)行。典型地，可以濺射包括該半導(dǎo)體化合物與該摻雜添加物的標(biāo)靶。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，形成該層的步驟藉由氣體混合物的PECVD來(lái)執(zhí)行，其中該氣體混合物包括SiH4與選自由NH3、CH4及PH3所構(gòu)成群組中的
至少一者。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，在退火的步驟中，該半導(dǎo)體基材的表面被氧化。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基材為選自由硅基材、結(jié)晶硅基材、多晶硅基材、具有結(jié)晶硅表面層的基材、及具有多晶硅表面層的基材所構(gòu)成群組中的一者。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基材為選自由η-型半導(dǎo)體基材、ρ-型半導(dǎo)體基材、本征半導(dǎo)體基材、η-型硅基材、ρ-型硅基材、及本征硅基材所構(gòu)成群組中的至少一者。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該退火溫度位于約650°C至約 780°C范圍中或位于約950°C至約1200°C范圍中。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該退火時(shí)間系位于約75分鐘至約100分鐘范圍中或位于約15分鐘至約30分鐘范圍中。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基材包括前側(cè)與背側(cè)，并且該半導(dǎo)體化合物層形成在該前側(cè)上。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，該方法還包含在該背側(cè)上形成層的步驟，該層包含本征或經(jīng)摻雜之半導(dǎo)體化合物。該經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體化合物可以是η-摻雜或P-摻雜(例如硼摻雜)。在可以與本文中任何其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，退火藉由加熱程序來(lái)執(zhí)行，該加熱程序系使用選自由管狀爐、帶狀爐、電阻式加熱爐、紅外線爐、及多個(gè)鹵素?zé)羲鶚?gòu)成群組中的至少一者。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件，其可藉由半導(dǎo)體組件制造方法來(lái)獲得，該方法包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件，其藉由半導(dǎo)體組件制造方法來(lái)獲得，該方法包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件制造方法，該方法實(shí)質(zhì)上由下列步驟構(gòu)成提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件，其可藉由任何前述實(shí)施例的方法來(lái)獲得。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體組件，其系藉由任何前述實(shí)施例的方法來(lái)獲得。根據(jù)又一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件制造設(shè)備，其包括涂覆裝置，其適于涂覆半導(dǎo)體基材；加熱裝置，其適于將該經(jīng)涂覆的半導(dǎo)體基材予以退火；以及控制裝置， 其適于控制該涂覆裝置與該加熱裝置，并適于執(zhí)行半導(dǎo)體組件制造方法，該方法包括提供半導(dǎo)體基材；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物的層；以及接著形成射極區(qū)域，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)。為了執(zhí)行該提供半導(dǎo)體基材的步驟，可以在該制造設(shè)備中包括由該控制裝置控制的基材支撐件，例如用于在該涂覆裝置前面?zhèn)魉突牡膫魉拖到y(tǒng)。詳細(xì)說(shuō)明使用實(shí)例來(lái)揭示本發(fā)明(包括最佳實(shí)施例)，并且也可使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用且利用本發(fā)明。盡管本發(fā)明以各種特定實(shí)施例來(lái)描述，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可了解的是，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的前提下，可以實(shí)施具有變化的本發(fā)明。此外，前述實(shí)施例的彼此非獨(dú)占特征可以互相結(jié)合。本發(fā)明的可保護(hù)范圍由權(quán)利要求來(lái)界定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所能設(shè)想的其它實(shí)例。這樣的其它實(shí)例被涵蓋在權(quán)利要求的范疇內(nèi)。 雖然前述說(shuō)明是著重在本發(fā)明的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的前提下， 可以設(shè)想出本發(fā)明的其它實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所決定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體組件制造方法，包含提供半導(dǎo)體基材(14)；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物0 的層OO)；以及接著形成射極區(qū)域(30)，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì) (16)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該半導(dǎo)體基材是硅基材且該半導(dǎo)體化合物是硅化合物，并且該退火是藉由加熱于約600°C至約1200°C的退火溫度長(zhǎng)達(dá)約1分鐘至約100分鐘的退火時(shí)間來(lái)執(zhí)行。
3.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在形成該層的步驟中，形成至少兩層，這些層的至少兩層包括相同的半導(dǎo)體化合物或不同的半導(dǎo)體化合物。
4.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中至少一種半導(dǎo)體化合物包括選自由硅化合物、碳化硅及氮化硅所構(gòu)成群組中的至少一者。
5.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該摻雜添加物包括選自由P-型摻質(zhì)、η-型摻質(zhì)、磷及砷所構(gòu)成群組中的至少一者。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中形成該層的步驟藉由濺射該半導(dǎo)體化合物與該摻雜添加物來(lái)執(zhí)行。
7.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中形成該層的步驟藉由氣體混合物的PECVD 來(lái)執(zhí)行，其中該氣體混合物包括SiH4與選自由NH3、CH4及PH3所構(gòu)成群組中的至少一者。
8.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在退火的步驟中，該半導(dǎo)體基材的表面被氧化。
9.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該半導(dǎo)體基材為選自由硅基材、結(jié)晶硅基材、多晶硅基材、具有結(jié)晶硅表面層之基材、具有多晶硅表面層之基材、η-型半導(dǎo)體基材、 P-型半導(dǎo)體基材、本征半導(dǎo)體基材、η-型硅基材、ρ-型硅基材、及本征硅基材所構(gòu)成群組中的一者。
10.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該退火溫度位于約650°C至約780°C范圍中或位于約950°C至約1200°C范圍中。
11.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該退火時(shí)間位于約75分鐘至約100分鐘范圍中或位于約15分鐘至約30分鐘范圍中。
12.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該半導(dǎo)體基材包括前側(cè)與背側(cè)，并且該半導(dǎo)體化合物層形成在該前側(cè)上。
13.如權(quán)利要求12項(xiàng)所述的方法，包含在該背側(cè)上形成層的步驟，該層包含本征或經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體化合物。
14.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該退火是藉由加熱程序來(lái)執(zhí)行，該加熱程序使用選自由管狀爐、帶狀爐、電阻式加熱爐、紅外線爐、及多個(gè)鹵素?zé)羲鶚?gòu)成群組中的至少一者。
15.一種半導(dǎo)體組件，其可藉由上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法來(lái)獲得。
16.一種半導(dǎo)體組件制造設(shè)備，包含涂覆裝置，其適于涂覆半導(dǎo)體基材；加熱裝置，其適于將該經(jīng)涂覆的半導(dǎo)體基材予以退火；以及控制裝置，其適于控制該涂覆裝置與該加熱裝置，并適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件制造方法，其包括提供半導(dǎo)體基材(14)；在該半導(dǎo)體基材上形成包括半導(dǎo)體化合物與摻雜添加物(22)的層(20)；以及接著形成射極區(qū)域(30)，并且藉由將包括該層的該半導(dǎo)體基材予以退火以吸附雜質(zhì)(16)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102197497SQ200980142255
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者拉斐爾·費(fèi)雷·I·托馬斯 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司