專利名稱：硅平面工藝中新的磷擴散技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對硅平面工藝中磷擴散技術(shù)的一個革新。其操作條件完全不同于常規(guī)的磷擴散工藝。
在硅平面工藝中，磷擴散是一個關(guān)鍵工藝，它通常在高溫下形成PN結(jié)，完成了對雜質(zhì)分布的控制，然后在較低溫度下進行氧化，對前面所形成的PN結(jié)的電參數(shù)進行適當?shù)恼{(diào)整，并形成所需的二氧化硅層。(廈門大學《半導體器件工藝原理》P149)由于上述磷擴散工藝是在高溫高磷濃度下進行的，而磷原子比硅原子小，擴散過程容易產(chǎn)生很多缺陷，導致PN結(jié)不完整，使產(chǎn)品參數(shù)一致性差，成品率不高。
本發(fā)明提出了一個新的磷擴散技術(shù)，從而達到簡化磷擴散工藝，提高產(chǎn)品性能和成品率，并改善產(chǎn)品參數(shù)的一致性的目的。
本發(fā)明的提出，是鑒于通常磷擴散工藝有上述弊病;并考慮到在相當寬的溫度范圍內(nèi)，磷雜質(zhì)在硅中具有近似相等的高的固溶度(美·H·F沃爾夫《硅半導體工藝數(shù)據(jù)手冊》P160);很多磷源，特別是三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源不需很高溫度即開始分解(廈門大學《半導體器件工藝原理》P150)，提供擴散摻雜的有效成分;此外還考慮到硅在氧化過程中磷雜質(zhì)的分凝現(xiàn)象(美·H·F沃爾夫《硅半導體工藝數(shù)據(jù)手冊》P492)，因而磷擴散的予淀積在低溫下進行是完全可能的。據(jù)此，我們提出了一種新的磷擴散技術(shù)，這個技術(shù)是用很低的擴散溫度和很短的擴散時間先在硅片表面淀積很薄一層磷源，然后，在較高溫度下進行限定表面源擴散，完成雜質(zhì)的再分布，這樣可以有效地避免高濃度磷的破壞作用。
本發(fā)明的優(yōu)越性表現(xiàn)在工藝簡單，不需多次試片，節(jié)約了原材料;通源時間短，減小了毒性和環(huán)境污染;形成的PN結(jié)完好，明顯改善了PN結(jié)的電特性;可控性和重復性都好，提高了成品率;硅片表面質(zhì)量好，有利于下道工序。
具體方案如下1.按常規(guī)工藝對磷擴散前的硅片進行清洗和處理。
2.用不高于980℃的爐溫進行磷源予淀積，淀積時間不多于15分鐘。
3.在通氧和氮氣的石英管中，用高于予淀積的溫度進行氧化再分布，擴散時間不少于30分鐘。
權(quán)利要求
1.一個進行磷擴散的新技術(shù)，其特征在于將擴散分為二步，第一步進行磷源的予淀積，第二步推進擴散。
2.按權(quán)利要求1所述的磷源的予淀積，其特征在于予淀積溫度低于980℃，時間不超過10分鐘。這些磷源可以是固態(tài)源，也可以是液態(tài)源。
3.按權(quán)利要求1所述的推進擴散，其特征在于將淀積了磷源的硅片放入氧和氮氣氛保護的石英管中進行推進擴散，生成二氧化硅并完成雜質(zhì)的再分布;其爐溫高于予淀積溫度，時間不少于30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明革新了硅平面工藝中的磷擴散工藝，它用很低的溫度淀積磷源，然后在適當高溫下，在氧和氮氣氛中對硅片進行氧化，完成雜質(zhì)的再分布。這樣不僅工藝簡單、重復性好，而且能形成性能優(yōu)良的PN結(jié)，提高了產(chǎn)品的成品率。
文檔編號H01L21/225GK1065951SQ91102309
公開日1992年11月4日 申請日期1991年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月13日
發(fā)明者陳炳若, 何民才 申請人:武漢大學