專利名稱：半導(dǎo)體摻雜制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體摻雜制程，尤指一種將白金或黃金摻雜到半導(dǎo)體晶片內(nèi)，以達(dá)成需求的逆向回復(fù)時(shí)間(TRR)特性的半導(dǎo)體摻雜制程。
背景技術(shù)：
逆向回復(fù)時(shí)間(reverse recover time；TRR)是半導(dǎo)體PN接合面(PNJunction)的一種開(kāi)關(guān)特性，一般定義為當(dāng)PN接合面從順向?qū)顟B(tài)切換到逆向截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，半導(dǎo)體體內(nèi)儲(chǔ)存的電荷復(fù)合所需要的時(shí)間。如圖1所示，為一般半導(dǎo)體PN接合面開(kāi)關(guān)特性曲線示意圖。其中橫軸表示時(shí)間T，縱軸表示流過(guò)半導(dǎo)體的電流量I。如圖1所示，PN接合面于順向?qū)〞r(shí)流通有正的電流量I，當(dāng)PN接合面切換到逆向時(shí)半導(dǎo)體會(huì)經(jīng)過(guò)一段逆向回復(fù)時(shí)間TRR才會(huì)真正進(jìn)入截止。半導(dǎo)體做為開(kāi)關(guān)使用時(shí)需要有快速度的正向及逆向的切換特性，因此半導(dǎo)體的該段逆向回復(fù)時(shí)間TRR要越短越好，如此始能達(dá)到高的切換效率以降低切換損失。
現(xiàn)行半導(dǎo)體制程中，其逆向回復(fù)時(shí)間TRR的時(shí)間長(zhǎng)短控制與半導(dǎo)體摻雜制程上所使用的摻雜物種類與摻雜量多寡有關(guān)。在半導(dǎo)體摻雜制程中，使用白金或黃金作為控制半導(dǎo)體的逆向回復(fù)時(shí)間的摻雜物，藉由引入復(fù)合中心(recombination center)以降低半導(dǎo)體晶片內(nèi)的少數(shù)載子的壽命，進(jìn)而降低逆向回復(fù)時(shí)間TRR。
請(qǐng)參考圖2，為公知半導(dǎo)體晶片示意圖，由于半導(dǎo)體晶片制造廠商于前段拉晶的制程中(CZ或FZ制程)，在半導(dǎo)體晶片10內(nèi)會(huì)產(chǎn)生無(wú)可避免的雜質(zhì)如碳、氧等粒子及空穴(vacancy)104，并和硅生成碳化物(如Sic)100、氧化物(如Sio/SiOx)102造成所謂的微缺陷。
上述說(shuō)明中的微缺陷及空穴會(huì)在半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生一應(yīng)力區(qū)，此應(yīng)力區(qū)在白金或黃金摻雜制程中會(huì)吸引白金或黃金原子202聚集于其周圍，請(qǐng)參考圖4，為公知半導(dǎo)體晶片中白金或黃金原子聚集的示意圖。在半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用于逆向偏壓時(shí)，這些白金/黃金原子202聚集的區(qū)域其電場(chǎng)承受能力較低，形成漏電流上升及軟擊穿(soft breakdown)等現(xiàn)象，使得半導(dǎo)體的逆向特性不良、制程不穩(wěn)并且良率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體摻雜制程，其可避免半導(dǎo)體晶片中微缺陷造成的白金/黃金原子聚集現(xiàn)象。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種半導(dǎo)體摻雜制程，是于一擴(kuò)散爐內(nèi)將白金或黃金摻雜到半導(dǎo)體晶片中，步驟包括有形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上；加熱該擴(kuò)散爐，讓該擴(kuò)散爐內(nèi)半導(dǎo)體晶片上的白金/黃金進(jìn)行擴(kuò)散作用，以使白金/黃金原子摻雜進(jìn)入到該半導(dǎo)體晶片中；及加入氫氣到該擴(kuò)散爐中，用以避免白金/黃金原子聚集于該半導(dǎo)體晶片的微缺陷處。
如上所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其中該形成步驟可以藉由一涂布方式進(jìn)行形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上。
如上所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其中該形成步驟可以藉由一蒸鍍方式進(jìn)行形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上。
如上所述的半導(dǎo)體摻雜制程，于一特定溫度及一特定時(shí)間下進(jìn)行擴(kuò)散作用。
如上所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其中該擴(kuò)散爐內(nèi)的氫氣濃度為5％-100％。
本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是基于氫氣及白金/黃金在半導(dǎo)體晶片中擴(kuò)散的特性研究，本發(fā)明于摻雜制程中，加入氫氣到該擴(kuò)散爐中，利用氫原子體積小，且易于擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體晶片內(nèi)部的特性，使其優(yōu)先聚集于微缺陷產(chǎn)生的應(yīng)力區(qū)周圍及空穴處，避免半導(dǎo)體晶片中微缺陷造成的白金/黃金原子聚集現(xiàn)象，使得半導(dǎo)體摻雜制程可以穩(wěn)定，并改善半導(dǎo)體的逆向特性，提高產(chǎn)品的制造良率。


圖1為半導(dǎo)體PN接合面開(kāi)關(guān)特性曲線示意圖；圖2為公知半導(dǎo)體晶片示意圖；圖3為公知白金或黃金源形成于半導(dǎo)體晶片上的示意圖；圖4為半導(dǎo)體晶片中白金或黃金原子聚集的示意圖；圖5本發(fā)明利用氫氣吹除半導(dǎo)體晶片中缺陷處的白/黃金原子示意圖；及圖6為本發(fā)明步驟流程示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明10半導(dǎo)體晶片 100碳化物 102氧化物104空穴 20白金/黃金層 202白金或黃金原子I電流量 T時(shí)間具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)配合附圖參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
本發(fā)明是于一擴(kuò)散爐內(nèi)將白金或黃金摻雜到半導(dǎo)體晶片中的制程，請(qǐng)參考圖5，并配合圖6說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其步驟包括首先，形成一白金/黃金摻雜層于半導(dǎo)體晶片表面S100。請(qǐng)同時(shí)參考圖3，為公知白金或黃金源形成于半導(dǎo)體晶片上的示意圖。該白金/黃金摻雜層20可使用其液態(tài)化合物藉由一涂布方式形成于半導(dǎo)體晶片上，并同樣可以藉由蒸鍍方式形成于半導(dǎo)體晶片上。
接著，將該半導(dǎo)體晶片置入擴(kuò)散爐中，加熱該擴(kuò)散爐，利用高溫使得半導(dǎo)體晶片上的白金/黃金進(jìn)行擴(kuò)散作用，使白金/黃金原子摻雜進(jìn)入到該半導(dǎo)體晶片S102。
最后，于白金/黃金進(jìn)行擴(kuò)散作用的同時(shí)，加入氫氣到該擴(kuò)散爐中S104，利用氫原子體積小，且易于擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體晶片內(nèi)部的特性，使其優(yōu)先聚集于微缺陷產(chǎn)生的應(yīng)力區(qū)周圍及空穴處，避免因微缺陷造成的白金/黃金原子202聚集現(xiàn)象，使得半導(dǎo)體摻雜制程可以穩(wěn)定，并改善半導(dǎo)體的逆向特性，提高產(chǎn)品的制造良率。
本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上可以使用氮?dú)馀c氫氣的混合，藉由調(diào)整氮?dú)馀c氫氣的流量來(lái)調(diào)整氫氣的濃度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氫氣的濃度只需要高于5％，即可有效避免白金/黃金原子202聚集于半導(dǎo)體缺陷處的現(xiàn)象。
惟，以上所述，僅為本發(fā)明一具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，惟本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)，凡合于本發(fā)明的構(gòu)思及與其類似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體摻雜制程，是于一擴(kuò)散爐內(nèi)將白金或黃金摻雜到半導(dǎo)體晶片中，步驟包括有形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上；加熱該擴(kuò)散爐，讓該擴(kuò)散爐內(nèi)半導(dǎo)體晶片上的白金/黃金進(jìn)行擴(kuò)散作用，以使白金/黃金原子摻雜進(jìn)入到該半導(dǎo)體晶片中；及加入氫氣到該擴(kuò)散爐中，用以避免白金/黃金原子聚集于該半導(dǎo)體晶片的微缺陷處。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其特征在于，該形成步驟可以藉由一涂布方式進(jìn)行形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其特征在于，該形成步驟可以藉由一蒸鍍方式進(jìn)行形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其特征在于，于一特定溫度及一特定時(shí)間下進(jìn)行擴(kuò)散作用。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體摻雜制程，其特征在于，該擴(kuò)散爐內(nèi)的氫氣濃度為5％-100％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體摻雜制程，是于一擴(kuò)散爐內(nèi)將白金或黃金摻雜到半導(dǎo)體晶片中，步驟包括有形成白金/黃金于半導(dǎo)體晶片上；加熱該擴(kuò)散爐，讓該擴(kuò)散爐內(nèi)半導(dǎo)體晶片上的白金/黃金進(jìn)行擴(kuò)散作用，以使白金/黃金原子摻雜進(jìn)入到該半導(dǎo)體晶片中；及加入氫氣到該擴(kuò)散爐中，用以避免白金/黃金原子聚集于該半導(dǎo)體晶片的微缺陷處。本發(fā)明避免半導(dǎo)體晶片中微缺陷造成的白金/黃金原子聚集現(xiàn)象，使得半導(dǎo)體摻雜制程可以穩(wěn)定，并改善半導(dǎo)體的逆向特性，提高產(chǎn)品的制造良率。
文檔編號(hào)H01L21/385GK1773678SQ20041009038
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者黃啟敬, 曾清秋 申請(qǐng)人:敦南科技股份有限公司