專利名稱：一種在硅片上實施鋁擴散的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制備過程中的擴散技術(shù)，尤其涉及一種在硅片上實施鋁擴散的方法，屬于電力半導(dǎo)體器件工藝技術(shù)范疇。
背景技術(shù)：
在晶閘管，晶體管等高壓半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)中，為實現(xiàn)更高的電壓，需要低濃度的深結(jié)擴散，其結(jié)深深度要求在80微米以上，基于這一點，優(yōu)先選用鋁擴散方法，鋁在硅內(nèi)具有雜質(zhì)濃度低，擴散速度快的優(yōu)點，能實現(xiàn)高電壓，減少了高溫擴散的時間，同時鋁的原子半徑與硅的晶格很匹配，高溫擴散后硅內(nèi)產(chǎn)生的缺陷少。但至今在硅上進行鋁擴散存在兩大難點(一)、沒有理想的鋁雜質(zhì)源(沒有鋁氣體源，沒有鋁液體源，沒有成熟的鋁固體源)，導(dǎo)致鋁擴散的工藝技術(shù)要么很發(fā)雜，但難以精確控制，要么易實現(xiàn)但均勻性和重復(fù)性較差；(二)、沒有理想的掩蔽膜，在硅片上不能實現(xiàn)鋁的選擇性擴散。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能精確控制摻雜量的在硅片上實施鋁擴散的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 是一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜；b、離子注入步驟選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到 120 170°C升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將招雜質(zhì)慘入娃片；C、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間5-10分鐘，所述清洗液為HF和水的混合物；d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100-110°C的烘箱中烘干；e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250-1260°C，恒溫10-12小時。
所述清洗液中HF和水以重量比為1:15-20比例混合。
所述氧化硅隔離膜的厚度為50_80nm。
本發(fā)明的有益效果是利用離子注入機摻雜劑量的可控性，摻雜劑量的重復(fù)性，硅片摻雜劑量的一致性等優(yōu)點，形成均勻的表面低濃度鋁雜質(zhì)，通過高溫推結(jié)，形成低濃度均勻深擴散分布的P型鋁雜質(zhì)區(qū)，提高產(chǎn)品電壓，減少產(chǎn)品熱漏量，提高產(chǎn)品質(zhì)量可控性，穩(wěn)定性。
具體實施方式
實施例1本發(fā)明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜，氧化硅隔離膜的厚度為 50nm ；b、離子注入步驟選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到 120°C升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將招雜質(zhì)慘入娃片；C、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間5分鐘，清洗液為HF和水的混合物，清洗液中HF 和水以重量比為1:15比例混合；d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100°C的烘箱中烘干；e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250°C，恒溫10小時。
實施例2本發(fā)明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜，氧化硅隔離膜的厚度為 65nm ；·b、離子注入步驟選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到 150°C升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將招雜質(zhì)慘入娃片；C、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間7分鐘，清洗液為HF和水的混合物，清洗液中HF 和水以重量比為1:18比例混合；d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入105°C的烘箱中烘干；e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1255°C，恒溫11小時。
實施例3本發(fā)明的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括以下步驟a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜，氧化硅隔離膜的厚度為 80nm ；b、離子注入步驟選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到 170°C升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將招雜質(zhì)慘入娃片；C、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間10分鐘，清洗液為HF和水的混合物，清洗液中HF 和水以重量比為1:20比例混合；d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入110°C的烘箱中烘干；e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1260°C，恒溫12小時。
離子注入能精確控制摻雜總量，提高擴散工藝的精度及重復(fù)性，實現(xiàn)大面積的均勻摻雜；在相同的濃度，擴散溫度，氣體流量條件下，鋁擴散的速率是硼擴散速率的2倍左右，因此均勻鋁擴散的實現(xiàn)，能大大降低擴散溫度，縮短擴散時間，減少產(chǎn)品晶格缺陷，提高少 子壽命。
權(quán)利要求
1.一種在硅片上實施鋁擴散的方法，其特征在于，包括以下步驟a、硅片正面制絨，然后在硅片背面鍍一層氧化硅隔離膜；b、離子注入步驟選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到 120 170°C升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將招雜質(zhì)慘入娃片；C、將上述硅片進行清洗，將硅片放入去離子水中超聲去砂，然后將去砂的硅片放入燒杯中，加入清洗液，加熱至沸騰，加熱時間5-10分鐘，所述清洗液為HF和水的混合物；d、將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100-110°C的烘箱中烘干；e、將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250-1260°C，恒溫10-12小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，其特征在于所述清洗液中HF和水以重量比為1:15-20比例混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在硅片上實施鋁擴散的方法，其特征在于所述氧化硅隔離膜的厚度為50-80nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在硅片上實施鋁擴散的方法，包括硅片正面制絨，硅片背面鍍氧化硅隔離膜；離子注入步驟:選用固體AlCl3作為鋁擴散源，在高真空下對固體鋁源加熱到120～170℃升華，以氬氣作為載體，將固體鋁源載入離子注入機燈絲源區(qū)與燈絲產(chǎn)生的電子碰撞，形成帶電鋁離子，通過高壓對帶電鋁離子進行加速，通過磁分析器對離子進行篩選，進一步將鋁雜質(zhì)摻入硅片；硅片進行清洗；將清洗好的硅片用無水乙醇脫水，然后放入100-110℃的烘箱中烘干；將烘干好的硅片放入擴散爐中，升溫至1250-1260℃，恒溫10-12小時。本發(fā)明優(yōu)點離子注入精確控制摻雜總量，提高擴散工藝的精度及重復(fù)性，實現(xiàn)大面積的均勻摻雜。
文檔編號H01L21/265GK103000502SQ201210419969
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者楊惠民 申請人:江蘇卡迪諾節(jié)能保溫材料有限公司