專利名稱：一種摻磷吸雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體器件制造過程中通過摻磷實(shí)現(xiàn)吸雜目的的方法，屬于半導(dǎo)體器 件制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域中的吸雜技術(shù)主要包括雜質(zhì)吸雜、缺陷吸雜和多晶晶粒間界吸 雜等幾種，摻磷吸雜則是雜質(zhì)吸雜的一種常用措施。與本發(fā)明有關(guān)的已知技術(shù)一是記載于1982 年6月出版的《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》第2期第18 26頁的一項(xiàng)被稱為"雙重吸雜技術(shù)"的 技術(shù)方案，該方案所采取的技術(shù)措施是在硅片背面擴(kuò)散一層高濃度的磷作為吸雜源，為了防 止因后續(xù)的高溫工步如硼擴(kuò)散導(dǎo)致磷的外逸，從而不僅致使吸雜源磷的濃度降低，而且還會 污染爐管，引起交叉沾污，于是在該磷擴(kuò)散層上又生長一層具有高密度缺陷的單晶硅層，它 既起到掩蔽作用，防止磷的外逸，又起到缺陷吸雜的作用。與本發(fā)明有關(guān)的已知技術(shù)二是由 申請?zhí)枮?6104069名稱為"硅的多重吸雜技術(shù)及多重吸雜硅片"的中國發(fā)明專利申請公開說 明書所公開的一項(xiàng)技術(shù)方案，為了改善吸雜效果，該方案在磷擴(kuò)散層之上依次生長單晶硅阻 擋層、多晶硅吸雜層和單晶硅吸雜層，使得所述的幾種吸雜技術(shù)均得以應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容所述己知技術(shù)存在的共同問題是工藝復(fù)雜，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的制造成本高。為了在 保證吸雜效果的同時(shí)簡化半導(dǎo)體器件制造工藝，我們發(fā)明了本發(fā)明之一種摻磷吸雜方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，硅片經(jīng)過硼擴(kuò)散工步形成基區(qū)，在硅片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)，再在 硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，最后做磷主擴(kuò)，吸雜摻磷的濃度高于摻雜摻磷的濃度。由于本發(fā)明首先進(jìn)行硼擴(kuò)散，然后才是各個(gè)磷擴(kuò)散工步，因此，在磷擴(kuò)散之后不存在高 溫工步，所摻入的高濃度磷不會外逸，從而避免了對爐管的污染以及在另外的工序中引起的 交叉沾污，不必再在吸雜磷擴(kuò)散層之上再生長單晶硅阻擋層，從而簡化了工藝。另外，在硅 片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)之后，暫不做相應(yīng)的磷主擴(kuò)，可以防止具有一定磷濃度的擴(kuò)磷區(qū)將硅片
體內(nèi)的雜質(zhì)吸引到這一擴(kuò)磷區(qū)中來，給背面慘磷吸雜帶來困難，從而有助于改善本發(fā)明之吸 雜方法的吸雜效果。再有，磷吸雜機(jī)理主要是磷在硅中與某些受主型雜質(zhì)原子因庫倉引力而 形成離子配對，起到固定這些雜質(zhì)的作用，同時(shí)由于磷的濃度達(dá)到一定高度，則產(chǎn)生了大量 的失配位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，也具有固定雜質(zhì)的作用，并且，硅中磷的濃度越高，形成離子配對的幾率 越大，失配位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)密度也越大，磷吸雜效果越顯著。鑒于此，由于本發(fā)明之方法吸雜摻磷 的濃度高于摻雜摻磷的濃度，硅片體內(nèi)的雜質(zhì)更傾向于硅片背面的擴(kuò)磷區(qū)，從而大幅度改善 吸雜效果。采用本發(fā)明之方法，硅片片內(nèi)放大均勻性及片間放大的一致性得到較大的改善， 減小了集電結(jié)漏電流，集電結(jié)反向擊穿電壓(BVCBO)不良品率降低4%，器件成品率提高 15%以上。需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明之方法尚能將在半導(dǎo)體器件制造過程中因高溫以及在襯底 三重?cái)U(kuò)散、磨拋加工，而在硅片正面表面產(chǎn)生的誘生缺陷吸除到硅片背面擴(kuò)磷區(qū)，用鉻酸腐 蝕液腐蝕硅面正面，在顯微鏡下觀察正面表面缺陷，可以看到缺陷密度大幅度減少。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是這樣的，將擴(kuò)散溫度為1100 120(TC的硼擴(kuò)散工步提前到磷擴(kuò) 散工步之前。采用固態(tài)磷源在硅片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)，擴(kuò)散層薄層電阻Rs=2.9~3.3Q/n。磷 氧化，氧化層厚度Tox:9000A土500A。用450CP光刻膠保護(hù)正面氧化層，使用腐蝕液漂凈硅 片背面氧化層。再在硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，采用液態(tài)磷源，擴(kuò)散溫度為1000~1100°C，攜 帶氣體與磷源總流量為1.0~2.5升/分，擴(kuò)散時(shí)間為15~50分鐘，擴(kuò)散層薄層電阻R^2.0 2.4Q/ 口，吸雜摻磷的濃度高于摻雜摻磷的濃度。最后做磷主擴(kuò)，在推結(jié)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)吸雜。所述的吸雜磷預(yù)擴(kuò)，具體工藝包括以下幾種方式液態(tài)磷源采用P0C13，擴(kuò)散溫度為1000° C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為2.5 升/分，擴(kuò)散時(shí)間為50分鐘。液態(tài)磷源采用P0C13，擴(kuò)散溫度為1050° C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為1.5 升/分，擴(kuò)散時(shí)間為30分鐘。液態(tài)磷源采用P0C13，擴(kuò)散溫度為1100° C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為1.0 升/分，擴(kuò)散時(shí)間為15分鐘。
權(quán)利要求
1、一種摻磷吸雜方法，在硅片背面擴(kuò)散一層高濃度的磷作為吸雜源，其特征在于，硅片經(jīng)過硼擴(kuò)散工步形成基區(qū)，在硅片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)，再在硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，最后做磷主擴(kuò)，吸雜摻磷的濃度高于摻雜摻磷的濃度。
1、 一種摻磷吸雜方法，在硅片背面擴(kuò)散一層高濃度的磷作為吸雜源，其特征在于，硅片 經(jīng)過硼擴(kuò)散工步形成基區(qū)，在硅片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)，再在硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，最后做 磷主擴(kuò)，吸雜摻磷的濃度高于摻雜摻磷的濃度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻磷吸雜方法，其特征在于，采用固態(tài)磷源在硅片正面做摻雜 磷預(yù)擴(kuò)，擴(kuò)散層薄層電阻Rs-2.9 3.3Q/口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻磷吸雜方法，其特征在于，在硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，采用 液態(tài)磷源，擴(kuò)散溫度為100(M100。C，攜帶氣體與磷源總流量為1.0~2.5升/分，擴(kuò)散時(shí)間為 15~50分鐘，擴(kuò)散層薄層電阻Rs-2.0 2.4Q/口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的慘磷吸雜方法，其特征在于，液態(tài)磷源采用POCl3，擴(kuò)散溫度 為1000。C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為2.5升/分，擴(kuò)散時(shí)間為50分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻磷吸雜方法，其特征在于，液態(tài)磷源采用POCb，擴(kuò)散溫度 為1050。C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為1.5升/分，擴(kuò)散時(shí)間為30分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻磷吸雜方法，其特征在于，液態(tài)磷源采用POCl3，擴(kuò)散溫度 為1100。C，攜帶氣體采用N2，與POCl3總流量為L0升/分，擴(kuò)散時(shí)間為15分鐘。全文摘要
一種摻磷吸雜方法，涉及一種在半導(dǎo)體器件制造過程中通過摻磷實(shí)現(xiàn)吸雜目的的方法，屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域。已知技術(shù)有雙重吸雜技術(shù)和多重吸雜技術(shù)，其存在的共同問題是工藝復(fù)雜，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的制造成本高。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，硅片經(jīng)過硼擴(kuò)散工步形成基區(qū)，在硅片正面做摻雜磷預(yù)擴(kuò)，再在硅片背面做吸雜磷預(yù)擴(kuò)，最后做磷主擴(kuò)，吸雜摻磷的濃度高于摻雜摻磷的濃度。其效果在于在保證吸雜效果的前提下，簡化了工藝?？蓱?yīng)用于半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域。
文檔編號H01L21/02GK101150067SQ20071005629
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者劉廣海, 王修中, 穆新宇, 黃光波 申請人:吉林華微電子股份有限公司