專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的退火工藝，主要工藝條件為退火過(guò)程中石英管通入氮?dú)饧欲}酸的氣體，目的是為了去除爐管內(nèi)及單晶表面金屬離子，提高退火壽命，此方法對(duì)于提高單晶少子壽命有一定效果，但也存在不足:退火過(guò)程對(duì)環(huán)境的要求較高，長(zhǎng)期通入HCL氣體造成設(shè)備及廠房多處嚴(yán)重腐蝕，給設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)造成很大困難，同時(shí)爐管附件的鐵銹等會(huì)在開(kāi)爐時(shí)進(jìn)入爐管造成二次沾污，單晶少子壽命又會(huì)受影響；另外，長(zhǎng)期處于鹽酸氣氛環(huán)境中，對(duì)于操作人員的健康也有極大損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，尤其適合用于中子輻照摻雜區(qū)熔硅單晶及區(qū)熔氣摻去應(yīng)力單晶的退火。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于，包括以下步驟:(I)腐蝕、沖洗、烘干:將硅單晶用硝酸和氫氟酸進(jìn)行腐蝕后，用去離子水沖洗后烘干；(2)浸泡:將硅單晶放入五氧化二磷溶液中浸泡；(3)晾干:自然晾干；(4)入爐:將步驟(3)得到的單晶硅放在石英舟中，入熱處理爐；(5)通氣:向爐內(nèi)通入氧氣；(6)退火。所述步驟(2)中五氧化二磷溶液的濃度為5_20mg/mL。所述步驟(2)中的浸泡時(shí)間為5_20min。所述步驟(5)中氧氣的氣流量為2L/min。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:由于采用上述技術(shù)方案，在退火過(guò)程中引入五氧化二磷加氧氣來(lái)代替常規(guī)工藝中的氮?dú)饧欲}酸氣氛。主要原理是五氧化二磷在單晶表面形成一層保護(hù)膜，在高溫退火時(shí)能隔絕外部雜質(zhì)對(duì)晶體的沾污，達(dá)到提高少子壽命的目的，同時(shí)，此方法還解決了常規(guī)工藝中鹽酸氣體對(duì)于設(shè)備和人員的影響。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:1.腐蝕
首先將硅單晶擺放在腐蝕槽中，再向酸槽中加入硝酸，直至酸液沒(méi)過(guò)單晶，記錄加入的硝酸的量，然后計(jì)算所需氫氟酸的數(shù)量(硝酸:氫氟酸=5-8:1)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果向酸槽中加入氫氟酸，開(kāi)始腐蝕。腐蝕過(guò)程中用四氟塑料棒不斷攪拌單晶，以加快反應(yīng)速度，并使單晶表面腐蝕得更加均勻。2.沖洗腐蝕15 20分鐘，單晶表面變得光亮、無(wú)氧化層時(shí)，使用專(zhuān)用套圈將單晶迅速提出放置于盛有去離子水的槽中，并用流動(dòng)的去離子水清洗約20 30分鐘，直到pH試紙測(cè)試清洗液PH值呈中性后結(jié)束。3.烘干操作者先將超凈工作臺(tái)的托盤(pán)鋪上潔凈的“防塵布”，然后戴上一次性手套把腐蝕并清洗干凈的單晶取出，放到超凈工作臺(tái)中的托盤(pán)上，打開(kāi)紅外燈開(kāi)關(guān)，進(jìn)行烘干。4.浸泡將硅單晶放入濃度為10mg/mL的五氧化二磷溶液中浸泡lOmin。5.晾干將浸泡過(guò)五氧化二磷的硅單晶在常溫下自然晾干。6.入爐將晾干的單晶棒用工作車(chē)推至熱處理爐前易于裝爐的位置，打開(kāi)石英管帽，選擇對(duì)應(yīng)尺寸的石英舟，并將單晶棒小心擺放在石英舟上，推入至熱處理石英管的恒溫區(qū)內(nèi)，蓋嚴(yán)石英管帽。每個(gè)石英管可以擺放三個(gè)石英舟，根據(jù)單晶直徑，每個(gè)石英舟上可以擺放1-7棵單晶棒。開(kāi)啟氧氣管道閥門(mén)并調(diào)節(jié)氣體流量至2L/min，氧氣通入進(jìn)入石英管內(nèi)。7.退火開(kāi)啟熱處理爐的電源鍵，中子嬗變摻雜硅單晶、去應(yīng)力硅單晶均按照常規(guī)退火工藝曲線進(jìn)行退火處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:通過(guò)批量驗(yàn)證，新工藝下單晶退火后少子壽命較常規(guī)工藝普遍提高50-60%，壽命〈300 μ s的比例由10%降低到4%左右。以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)腐蝕、沖洗、烘干:將硅單晶用硝酸和氫氟酸進(jìn)行腐蝕，用去離子水沖洗后烘干； (2)浸泡:將硅單晶放入五氧化二磷溶液中浸泡； (3)晾干:自然晾干； (4)入爐:將步驟(3)得到的單晶硅放在石英舟中，入熱處理爐； (5)通氣:向爐內(nèi)通入氧氣； (6)退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于:所述步驟(2)中五氧化二磷溶液的濃度為5-20mg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的浸泡時(shí)間為5-20min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于:所述步驟(5)中氧氣的氣流量為2L/min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高中子嬗變摻雜或去應(yīng)力硅單晶退火后少子壽命的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)腐蝕、沖洗、烘干將硅單晶用硝酸和氫氟酸進(jìn)行腐蝕后，用去離子水沖洗后烘干；(2)浸泡將硅單晶放入五氧化二磷溶液中浸泡；(3)晾干自然晾干；(4)入爐將步驟(3)得到的單晶硅放在石英舟中，入熱處理爐；(5)通氣向爐內(nèi)通入氧氣；(6)退火。本發(fā)明的有益效果是減少了退火過(guò)程中金屬離子對(duì)單晶的沾污，提高了單晶少子壽命。
文檔編號(hào)H01L21/261GK103165421SQ20131005826
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者王剛, 王彥君, 張雪囡 申請(qǐng)人:天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料技術(shù)有限公司