可控硅生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可控硅生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常規(guī)可控硅生產(chǎn)工藝，3時芯片，片厚在200到230微米之間，常規(guī)高溫穿通條件:1270度，150-180小時，而在生產(chǎn)4時或4時以上芯片時，為了保證工作過程中硅片不破裂或少破裂，片厚必須加厚至250-260微米，而穿通擴散與其它常規(guī)擴散一樣，擴散過程越往后速度越慢，為達到穿通效果250的片厚穿通時間要達500小時(1270度)以上，260厚的更是超過650小時(1270度)甚至有時無法穿通，生產(chǎn)中極大的影響了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)過程極慢，且長時間的高溫擴散對器件的少子壽命損害極大，電壓水平降低，硅片變脆，破片率也變高，實際生產(chǎn)中基本無法實施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可控硅生產(chǎn)工藝。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通環(huán)、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，所述光刻穿通與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟，
所述蒸鋁步驟為:將進行光刻穿通后的可控硅片放入高真空電子束蒸發(fā)臺進行蒸鋁操作，真空度為2X10-4Pa，蒸發(fā)速率25-30A/秒，鋁純度> 99.9%，最后獲得的鋁蒸發(fā)厚度為0.5-1.0微米；
所述合金步驟為:將蒸鋁后的可控硅片在合金擴散爐內(nèi)進行合金操作，合金溫度為550-600°C，合金時間為50-100分鐘，最后獲得的硅鋁合金濃度R □= 20-500 Ω / □；
[0008]所述保留合金層步驟為:將合金完成后的可控硅片置于磷酸內(nèi)，去掉表面的鋁，留下一層合金層，再將此可控硅片置于氫氟酸內(nèi)腐蝕去表面的氧化層，然后將處理好后的可控硅片置于高溫擴散爐內(nèi)進行下一步穿通擴散步驟。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點是:
I)因為鋁在硅中擴散的速率要遠遠大于硼在硅中的擴散速率。用鋁作為穿通擴散的雜質(zhì)源，可以使得4時硅片(250-260 μ m)穿通擴散的時間小于180個小時。
[0006]2)因為鋁擴散的雜質(zhì)濃度較低，這一方法還能有效的提高反向電壓。
[0007]3)橫向擴散距離在65-70%，而正常硼擴散的為80%，此擴散方法有效的提高了芯片面積的有效利用率，可減小芯片面積。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
本發(fā)明的可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通環(huán)、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，光刻穿通環(huán)與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟， 蒸鋁步驟為:將進行光刻穿通環(huán)后的可控硅片放入高真空電子束蒸發(fā)臺進行蒸鋁操作，真空度為2X10-4Pa，蒸發(fā)速率25 A/秒，鋁純度> 99.9%，最后獲得的鋁蒸發(fā)厚度為
0.5微米；合金步驟為:將蒸鋁后的可控硅片在合金擴散爐內(nèi)進行合金操作，合金溫度為550°C，合金時間為50分鐘，最后獲得的硅鋁合金濃度R □= 500 Ω/ □；
保留合金層步驟為:將合金完成后的可控硅片置于磷酸內(nèi)，去掉表面的鋁，留下一層合金層，再將此可控硅片置于氫氟酸內(nèi)腐蝕去表面的氧化層，然后將處理好后的可控硅片置于高溫擴散爐內(nèi)進行下一步穿通擴散步驟。
[0009]實施例2
可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通環(huán)、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，光刻穿通與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟，
蒸鋁步驟為:將進行光刻穿通后的可控硅片放入高真空電子束蒸發(fā)臺進行蒸鋁操作，真空度為2X10-4Pa，蒸發(fā)速率28 A/秒，鋁純度> 99.9%，最后獲得的鋁蒸發(fā)厚度為0.8微米；
所述合金步驟為:將蒸鋁后的可控硅片在合金擴散爐內(nèi)進行合金操作，合金溫度為580°C，合金時間為80分鐘，最后獲得的硅鋁合金濃度R □= 350 Ω/ □；
所述保留合金層步驟為:將合金完成后的可控硅片置于磷酸內(nèi)，去掉表面的鋁，留下一層合金層，再將此可控硅片置于氫氟酸內(nèi)腐蝕去表面的氧化層，然后將處理好后的可控硅片置于高溫擴散爐內(nèi)進行下一步穿通擴散步驟。
[0010]實施例3
可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，光刻穿通與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟，
蒸鋁步驟為:將進行光刻穿通后的可控硅片放入高真空電子束蒸發(fā)臺進行蒸鋁操作，真空度為2X10-4Pa，蒸發(fā)速率30 A/秒，鋁純度> 99.9%，最后獲得的鋁蒸發(fā)厚度為1.0微米；
所述合金步驟為:將蒸鋁后的可控硅片在合金擴散爐內(nèi)進行合金操作，合金溫度為600°C，合金時間為100分鐘，最后獲得的硅鋁合金濃度R □= 20 Ω/ □；
所述保留合金層步驟為:將合金完成后的可控硅片置于磷酸內(nèi)，去掉表面的鋁，留下一層合金層，再將此可控硅片置于氫氟酸內(nèi)腐蝕去表面的氧化層，然后將處理好后的可控硅片置于高溫擴散爐內(nèi)進行下一步穿通擴散步驟。
【主權(quán)項】
1.可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通環(huán)、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，其特征是所述光刻穿通環(huán)與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟， 所述蒸鋁步驟為:將進行光刻穿通環(huán)后的可控硅片放入高真空電子束蒸發(fā)臺進行蒸鋁操作，真空度為2父10-4?&，蒸發(fā)速率25-3(^秒，鋁純度> 99.9%，最后獲得的鋁蒸發(fā)厚度為0.5-1.0微米； 所述合金步驟為:將蒸鋁后的可控硅片在合金擴散爐內(nèi)進行合金操作，合金溫度為550-600°C，合金時間為50-100分鐘，最后獲得的硅鋁合金濃度R □= 20-500 Ω / □;所述保留合金層步驟為:將合金完成后的可控硅片置于磷酸內(nèi)，去掉表面的鋁，留下一層合金層，再將此可控硅片置于氫氟酸內(nèi)腐蝕去表面的氧化層，然后將處理好后的可控硅片置于高溫擴散爐內(nèi)進行下一步穿通擴散步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及可控硅生產(chǎn)工藝，包括氧化、光刻穿通環(huán)、進行穿通擴散、短基區(qū)擴散和光刻陰極步驟，其特征是光刻穿通環(huán)與進行穿通擴散步驟之間增加了蒸鋁、合金和保留合金層步驟。本發(fā)明的優(yōu)點是：1、因為鋁在硅中擴散的速率要遠遠大于硼在硅中的擴散速率。用鋁作為穿通擴散的雜質(zhì)源，可以使得4時硅片(250-260μm)穿通擴散的時間小于180個小時。2、因為鋁擴散的雜質(zhì)濃度較低，這一方法還能有效的提高反向電壓。3、橫向擴散距離在65-70％，而正常硼擴散的為80％，此擴散方法有效的提高了芯片面積的有效利用率，可減小芯片面積。
【IPC分類】H01L21/332
【公開號】CN105529261
【申請?zhí)枴緾N201410558122
【發(fā)明人】張棟
【申請人】青島百鍵城環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月21日