CN102254801B - 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法 - Google Patents

一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102254801B
CN102254801B CN 201110224158 CN201110224158A CN102254801B CN 102254801 B CN102254801 B CN 102254801B CN 201110224158 CN201110224158 CN 201110224158 CN 201110224158 A CN201110224158 A CN 201110224158A CN 102254801 B CN102254801 B CN 102254801B
Authority
CN
China
Prior art keywords
boron
photoresist
silicon chip
semiconductor device
doped region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201110224158
Other languages
English (en)
Other versions
CN102254801A (zh
Inventor
王新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Sino Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN WINSEMI MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN WINSEMI MICROELECTRONICS CO Ltd filed Critical SHENZHEN WINSEMI MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN 201110224158 priority Critical patent/CN102254801B/zh
Publication of CN102254801A publication Critical patent/CN102254801A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102254801B publication Critical patent/CN102254801B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法，通过对硅片进行氧化，涂覆过程中在硼乳胶源中加入光刻胶，在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，从而得到乳胶源涂覆液，其中光刻胶在高温碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，得到需要的硼区杂质浓度分布。本发明操作简便，设备简单，适于大批量生成，该方法扩散参数可以随意控制调整，掺杂浓度可调，通过在硅片上扩散氧化生成二氧化硅氧化层，控制氧化的厚度精度，达到精确控制扩散杂质的浓度，简化工艺流程，降低生产成本。产品的成品率可提高20%以上，特别适用于中低档半导体厂家批量生产，有显著的经济效益。

Description

一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其是涉及一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法。
背景技术
现有的功率器件的杂质的精确分布工艺过程是决定一个器件的参数的高低及均匀性的关键技术。对于掺杂区掺杂时基本使用二种方法：硼或者磷等离子注入方法和利用乳胶源或者气态源在高温扩散的方法。对于离子注入方法需要离子注入机，该设备较为昂贵，加工的成本很高，很多制作低档半导体产品的厂家难以承受。对于直接用乳胶源或者气态源在高温扩散的方法来掺入杂质在需要高的硼方块电阻时，由于杂质源的浓度很高，从而精度很差，一般对于200欧姆/方块的方块电阻左右其误差达到10%，在500欧姆/方块以上的方块电阻就很难制造。这样一来制作的半导体器件参数一致性很差：如导通电阻、击穿电压、放大倍数等。
传统的半导体器件制造过程中的氧化层是利用来完全隔离杂质的扩散进入，即有氧化层的地方硼、磷等杂质是不能扩散进入的。主要要求二氧化硅的厚度足够厚可以阻挡杂质的扩散。如果二氧化硅的厚度不够硼、磷等杂质就会扩散进入。因此,对于低成本的半导体产品特别是是半导体功率器件产品市场迫切需要一种即能够精确控制硼掺杂的掺入浓度的技术同时制造成本又不会增加太多。
发明内容
本发明的目的是提供一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法。以解决现有技术所存在的掺杂精度差，成本较高等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法，所述半导体器件硼掺杂区进行浓度掺杂时，在硼乳胶源中加入光刻胶，加入的重量比重为硼乳胶源：光刻胶为1:0.2～0.5克；在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，从而得到所述乳胶源涂覆液，搅拌时间为2～5小时，混合时注意所用的器皿不能引入其它杂质源及污染物质；接着执行如下步骤：（1）、首先将需要掺入杂质的硅片进行氧化，氧化温度为500～1000℃，氧化厚度为100～200埃；（2）、在氧化后的硅片上涂覆乳胶源涂覆液，涂覆层厚度为2500～2800埃；（3）、将涂胶后的硅片置于120°～180°的红外灯下烘烤15～20分钟，使所述涂覆层中的有机溶剂发挥；（4）、将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1100°～1250°的高温下进行扩散2～4.5小时；（5）、将扩散好的硅片放在恒温区，并通入氧气。
作为优选，所述对硼掺杂区掺杂浓度进行控制时，执行步骤（2）时，所述涂覆液为乳胶混合涂覆液。
作为优选，所述光刻胶在高温碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，得到需要的硼区杂质浓度分布。
本发明操作简便，设备简单，适于大批量生成，该方法扩散参数可以随意控制调整，掺杂浓度可调，通过在硅片上扩散氧化生成二氧化硅氧化层，控制氧化的厚度精度，达到精确控制扩散杂质的浓度，简化工艺流程，降低生产成本。产品的成品率可提高20%以上，特别适用于中低档半导体厂家批量生产，有显著的经济效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
第一步，首先将需要掺入杂质的硅片进行氧化，氧化温度控制在500℃，氧化厚度为100埃；第二步，在氧化后的硅片上涂覆乳胶源涂覆液（该乳胶源选用含磷二氧化硅乳胶源），涂覆层厚度为2500埃；第三步，把涂胶后的硅片置于130°的红外灯下烘烤15分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第四步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1150°的高温下进行扩散2.5小时；第五步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
实施例2
第一步，首先将需要掺入杂质的硅片进行氧化，氧化温度控制在800℃，氧化厚度为150埃；第二步，在氧化后的硅片上涂覆乳胶源涂覆液（该乳胶源选用含磷二氧化硅乳胶源），涂覆层厚度为2650埃；第三步，把涂胶后的硅片置于150°的红外灯下烘烤18分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第四步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1200°的高温下进行扩散4小时；第五步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
实施例3
第一步，首先将需要掺入杂质的硅片进行氧化，氧化温度控制在1000℃，氧化厚度为200埃；第二步，在氧化后的硅片上涂覆乳胶源涂覆液（该乳胶源选用含磷二氧化硅乳胶源），涂覆层厚度为2800埃；第三步，把涂胶后的硅片置于180°的红外灯下烘烤20分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第四步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1250°的高温下进行扩散4.5小时；第五步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
实施例4
第一步，在硼乳胶源中加入光刻胶，加入的重量比重为硼乳胶源：光刻胶为1:0.2克；第二步，在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，时间为2小时，混合时注意所用的器皿不能引入其它杂质源及污染物质；第三步，通过涂覆机在硅片上涂覆上述乳胶混合涂覆液，涂覆厚度为2500埃；第四步，把涂胶后的硅片置于120°的红外灯下烘烤15分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第五步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1100°的高温下进行扩散2小时。光刻胶在高温时会碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，从而得到需要的硼区杂质浓度分布；第六步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
实施例5
第一步，在硼乳胶源中加入光刻胶，加入的重量比重为硼乳胶源：光刻胶为1:0.3克；第二步，在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，时间为3.5小时，混合时注意所用的器皿不能引入其它杂质源及污染物质；第三步，通过涂覆机在硅片上涂覆上述乳胶混合涂覆液，涂覆厚度为2650埃；第四步，把涂胶后的硅片置于150°的红外灯下烘烤18分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第五步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1200°的高温下进行扩散4小时。光刻胶在高温时会碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，从而得到需要的硼区杂质浓度分布；第六步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
实施例6
第一步，在硼乳胶源中加入光刻胶，加入的重量比重为硼乳胶源：光刻胶为1:0.5克；第二步，在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，时间为5小时，混合时注意所用的器皿不能引入其它杂质源及污染物质；第三步，通过涂覆机在硅片上涂覆上述乳胶混合涂覆液，涂覆厚度为2800埃；第四步，把涂胶后的硅片置于180°的红外灯下烘烤20分钟，使胶原中的有机溶剂发挥；第五步，将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1250°的高温下进行扩散4.5小时。光刻胶在高温时会碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，从而得到需要的硼区杂质浓度分布；第六步，将扩散好的硅片放入恒温区冷却并通入氧气，如此精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件制作完成。
应当应理解的是，对本领域普通技术人员来说，以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神原则之内，所作的任何修改、同等替换和改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (3)

1.一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法，其特征是，所述半导体器件硼掺杂区进行浓度掺杂时，在硼乳胶源中加入光刻胶，加入的重量比重为硼乳胶源：光刻胶为1:0.2～0.5克；在硼乳胶源和光刻胶混合后并将二者放入搅拌皿中进行充分的搅拌，从而得到所述乳胶源涂覆液，搅拌时间为2～5小时，混合时注意所用的器皿不能引入其它杂质源及污染物质；接着执行如下步骤：（1）、首先将需要掺入杂质的硅片进行氧化，氧化温度为500～1000℃，氧化厚度为100～200埃；（2）、在氧化后的硅片上涂覆乳胶源涂覆液，涂覆层厚度为2500～2800埃；（3）、将涂胶后的硅片置于120℃～180℃的红外灯下烘烤15～20分钟，使所述涂覆层中的有机溶剂发挥；（4）、将硅片放在石英玻璃板上，送入扩散炉，在1100℃～1250℃的高温下进行扩散2～4.5小时；（5）、将扩散好的硅片放在恒温区，并通入氧气。
2.根据权利要求1所述的一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法，其特征是，执行步骤（2）时，所述乳胶源涂覆液为乳胶混合涂覆液。
3.根据权利要求1所述的一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法，其特征是，所述光刻胶在高温碳化从而随扩散过程中的携带气体去除，得到需要的硼区杂质浓度分布。
CN 201110224158 2011-08-06 2011-08-06 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法 Active CN102254801B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110224158 CN102254801B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110224158 CN102254801B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102254801A CN102254801A (zh) 2011-11-23
CN102254801B true CN102254801B (zh) 2013-06-19

Family

ID=44981978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110224158 Active CN102254801B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102254801B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103594375B (zh) * 2013-10-22 2017-02-08 溧阳市东大技术转移中心有限公司 一种mos器件的掺杂方法
CN103617948B (zh) * 2013-10-22 2016-09-28 溧阳市东大技术转移中心有限公司 一种mos器件的掺杂方法
CN104505345A (zh) * 2014-12-19 2015-04-08 扬州国宇电子有限公司 一种采用csd工艺制备肖特基二极管p+型扩散保护环的方法
CN116586265A (zh) * 2023-02-28 2023-08-15 浙江里阳半导体有限公司 一种乳胶源涂覆方法及***、乳胶源扩散方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604150A (en) * 1985-01-25 1986-08-05 At&T Bell Laboratories Controlled boron doping of silicon
CN1057364A (zh) * 1990-11-24 1991-12-25 山东师范大学 一种开管铝镓扩散工艺
CN1555086A (zh) * 2003-12-26 2004-12-15 金小玲 含磷二氧化硅乳胶源扩散制备大功率半导体器件的方法
CN101068003A (zh) * 2007-02-13 2007-11-07 江苏威斯特整流器有限公司 一种大功率双向晶闸管的生产方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604150A (en) * 1985-01-25 1986-08-05 At&T Bell Laboratories Controlled boron doping of silicon
CN1057364A (zh) * 1990-11-24 1991-12-25 山东师范大学 一种开管铝镓扩散工艺
CN1555086A (zh) * 2003-12-26 2004-12-15 金小玲 含磷二氧化硅乳胶源扩散制备大功率半导体器件的方法
CN101068003A (zh) * 2007-02-13 2007-11-07 江苏威斯特整流器有限公司 一种大功率双向晶闸管的生产方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李观启等.用一次扩散获得不同硼杂质浓度和结深的研究.《半导体技术》.1986,(第3期),第11页-第14页.
用一次扩散获得不同硼杂质浓度和结深的研究;李观启等;《半导体技术》;19860630(第3期);第12页第1栏第1-4行，图1a，表1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102254801A (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102254801B (zh) 一种精确控制半导体器件掺杂区掺杂浓度的方法
CN102694070B (zh) 一种太阳能电池的pn结制作方法
JP2012523127A (ja) シリコンウェハのホウ素ドーピング
CN106653939B (zh) 一种应用于晶硅太阳能电池的热氧化工艺
CN100501922C (zh) Simox基板的制造方法
CN102130211A (zh) 一种改善太阳能电池表面扩散的方法
CN112582499B (zh) 一种适用于多主栅搭配大尺寸硅片的扩散工艺
CN109671620B (zh) 半导体器件制备过程中的杂质扩散工艺
CN114121624A (zh) 一种复合硼扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法
CN104662642B (zh) 掺杂半导体衬底的方法
CN103094410A (zh) 一种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法
CN101931023A (zh) 一种晶体硅太阳能电池制造方法
CN102270701A (zh) 选择性发射极晶硅太阳能电池的一次性扩散工艺
CN202153521U (zh) 一种可精确控制掺杂区掺杂浓度的半导体器件
CN103715299A (zh) 一种逆扩散的方法
CN114121623A (zh) 一种复合硼铝扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法
CN202384341U (zh) 一种可精确控制硼掺杂区的半导体器件
CN102383197B (zh) 用工艺气体处理基底的方法
CN103594375A (zh) 一种mos器件的掺杂方法
CN103715301A (zh) 一种高效扩散的方法
CN102629647A (zh) 一种太阳能电池的制造方法
US6548378B1 (en) Method of boron doping wafers using a vertical oven system
CN103715302A (zh) 一种低表面浓度的扩散方法
CN102403223B (zh) 改善贮存时间Ts一致性的功率晶体管制造方法
CN106328549A (zh) 晶圆中氧沉淀的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HUAWEI ELECTRONICS CO. LTD. JILIN

Free format text: FORMER OWNER: MICROELECTRONICS CO., LTD. OF SHENZHEN CITY, THE FIRST STABLE

Effective date: 20131212

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 518000 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE TO: 132000 JILIN, JILIN PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20131212

Address after: 132000 No. 99, Shenzhen street, hi tech Zone, Jilin, Jilin

Patentee after: JILIN SINO-MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Address before: 518000, Shenzhen, Guangdong, Futian District, Che Kung Temple, Tian An Digital City, innovation, science and Technology Plaza, two, east block, room 1002

Patentee before: Microelectronics Co., Ltd. of Shenzhen City, the first stable

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20111123

Assignee: Shenzhen Jihua Micro Electronics Co. Ltd.

Assignor: JILIN SINO-MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Contract record no.: 2016990000372

Denomination of invention: Method for controlling doping density of doped region of semiconductor device accurately

Granted publication date: 20130619

License type: Common License

Record date: 20160902

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shenzhen Jihua Micro Electronics Co. Ltd.

Assignor: JILIN SINO-MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Contract record no.: 2016990000372

Date of cancellation: 20180920

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract