一种穿通结构可控硅芯片的生产方法技术

本发明专利技术属于半导体芯片技术领域，具体涉及一种穿通结构可控硅芯片的生产方法，包括如下步骤：(1)将硅片氧化处理；(2)将硅片进行光刻，腐蚀成线条，形成穿通环；(3)穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽；(4)利用自动涂源台涂布；(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散。本发明专利技术扩散工艺采用的为硼铝源，硼铝源主杂质是铝，铝扩散速度快，扩散温度要求低。本发明专利技术形成穿通结构的可控硅片，整个工艺时间16‑20小时高温扩散，且最高温度比常规最高温度低，时间不到原来的1/10，提高了所制得芯片少子寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种穿通结构可控硅芯片的生产方法
本专利技术属于半导体芯片
，具体涉及一种穿通结构可控硅芯片的生产方法。
技术介绍
现有技术中可控硅硼扩散的制造方法如下：1.氧化：温度为1150℃，时间为11小时，通入N2速率为：4L/min、湿氧速率1.5-2L/min；2.穿通环光刻：采用BOE腐蚀液腐蚀出线条；3.涂硼源(B30)；4.穿通扩散：温度为1270℃，时间为180小时；5.涂硼源(B30)；6.短基区扩散：温度为1250℃，扩散时间24-30小时，通入N2速率为：4L/min，湿氧1.5-2L/min；7.涂硼源(B30)；8.浓硼区扩散：1180℃6-8小时，通入N2速率：4L/min，湿氧速率1.5-2L/min。上述方法的缺陷在于，整个工艺流程中高温扩散处理时间约为约220小时，温度高时间长，对芯片少子寿命损失大。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供穿通结构可控硅芯片的生产方法，解决了现有技术中硅片扩散温度高，时间长的技术问题，提高了芯片少子寿命。本专利技术所述的包括如下步骤：(1)将硅片置于扩散炉中高温氧化处理；(2)将氧化处理后的硅片正反面进行光刻，利用BOE腐蚀液将氧化层腐蚀成线条暴露出硅，形成穿通环；(3)将光刻后形成穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽；(4)利用自动涂源台涂布，将硅片放置于涂源台的吸盘上，将硼铝源先滴在硅片上，开启旋转，吸盘高速旋转将源均匀涂布在硅片表面上，涂布一面后再涂另一面；(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散，扩散工艺为：温度为1260±10℃，N2通入速率4L/min，湿氧通入速率为1.5-2L/min，首先进行湿氧氧化3小时，最后再进行干氧氧化13-17小时，得产品。步骤(1)中高温氧化的工艺为：N2通入速率4L/min，氧化温度为1150±20℃，氧化过程为：首先进行干氧氧化1小时，然后进行湿氧氧化8小时，最后再进行干氧氧化2小时，氧化后氧化层厚度为1.6-2.0um。步骤(2)中光刻的工艺为：将氧化后的涂上光刻胶，硅片置于双面光刻机上，将正、背面光刻版图形对准后，对硅片进行光刻曝光，完成后将硅片取出并放入显影石英缸内浸泡显影，用烘箱烘干。步骤(2)中BOE腐蚀液的组分为：去离子水：氟化铵：氢氟酸＝10ml：6g：3ml。步骤(3)中化学腐蚀液包括如下体积比例的组分：冰乙酸:HF:HNO3：＝1.5:3:10，腐蚀处理的温度为0℃。步骤(3)中腐蚀出沟槽的深度为50-70um。步骤(4)中硼铝源具有以下技术要求：以B2O3计，硼含量为1-5Wt％；以Al(NO3)3计，铝含量为10-30Wt％；在25℃下，粘度为20-50cp；在25℃下，密度为0.8-2.0g/ml；总金杂＜100ppm，金杂元素为Au、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Mn、Ni等。本专利技术的机理为：本专利技术扩散工艺采用的为硼铝源，硼铝源主杂质是铝，铝扩散速度快，扩散温度要求低(温度越低，产品少子寿命损耗越少，性能越好)，在1260℃左右时扩散速度是硼的10-12倍。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果。本专利技术形成穿通结构的可控硅片，整个工艺时间16-20小时高温扩散，且最高温度比常规最高温度低，时间不到原来的1/10，提高了所制得芯片少子寿命。附图说明图1为实施例1所制得穿通结构可控硅芯片结构剖面图。图中：1、沟槽2、N-Si基片3、硼扩散层4、铝扩散区5、穿通环。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术作进一步说明。实施例1-2中使用的硼铝源具有以下技术要求：以B2O3计，硼含量为2.5±0.5Wt％；以Al(NO3)3计，铝含量为20±1Wt％；在25℃下，粘度为42±2cp；在25℃下，密度为1.15±0.02g/ml；总金杂＜100ppm。实施例1本专利技术所述的穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将硅片置于扩散炉中高温氧化处理，高温氧化的工艺为：N2通入速率4L/min，氧化温度为1150℃，氧化过程为：首先进行干氧氧化1小时，然后进行湿氧氧化8小时，最后再进行干氧氧化2小时，氧化后氧化层厚度为2.0um；(2)将氧化处理后的硅片正反面进行光刻，光刻的工艺为：将氧化后的涂上光刻胶，硅片置于双面光刻机上，将正、背面光刻版图形对准后，对硅片进行光刻曝光，完成后将硅片取出并放入显影石英缸内浸泡显影，用烘箱烘干，利用BOE腐蚀液将氧化层腐蚀成线条暴露出硅，形成穿通环，BOE腐蚀液的组分为：去离子水：氟化铵：氢氟酸＝10ml：6g：3ml；(3)将光刻后形成穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽，沟槽的深度为60um，化学腐蚀液包括如下体积比例的组分：冰乙酸:HF:HNO3：＝1.5:3:10，腐蚀处理的温度为0℃；(4)利用自动涂源台涂布，将硅片放置于涂源台的吸盘上，将硼铝源先滴在硅片上，开启旋转，吸盘高速旋转将源均匀涂布在硅片表面上，涂布一面后再涂另一面；(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散，扩散工艺为：温度为1260℃，N2通入速率4L/min，湿氧通入速率为2L/min，首先进行湿氧氧化3小时，最后再进行干氧氧化15小时，得产品，可控硅片产品结深140um。如图1所示，在N-Si基片2上，硼铝源顺着沟槽1沿着槽壁向侧面扩散，上下联通，即形成了穿通环5；扩散后，在N-Si基片2表面由内到外依次具有铝扩散区4、硼扩散层3，硼的表面浓度3-6Ω/□。实施例2(1)将硅片置于扩散炉中高温氧化处理，高温氧化的工艺为：N2通入速率4L/min，氧化温度为1150℃，氧化过程为：首先进行干氧氧化1小时，然后进行湿氧氧化8小时，最后再进行干氧氧化2小时，氧化后氧化层厚度为2.0um；(2)将氧化处理后的硅片正反面进行光刻，光刻的工艺为：将氧化后的涂上光刻胶，硅片置于双面光刻机上，将正、背面光刻版图形对准后，对硅片进行光刻曝光，完成后将硅片取出并放入显影石英缸内浸泡显影，用烘箱烘干，利用BOE腐蚀液将氧化层腐蚀成线条暴露出硅，形成穿通环，BOE腐蚀液的组分为：去离子水：氟化铵：氢氟酸＝10ml：6g：3ml；(3)将光刻后形成穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽，沟槽的深度为60um，化学腐蚀液包括如下体积比例的组分：冰乙酸:HF:HNO3：＝1.5:3:10，腐蚀处理的温度为0℃；(4)利用自动涂源台涂布，将硅片放置于涂源台的吸盘上，将硼铝源先滴在硅片上，开启旋转，吸盘高速旋转将源均匀涂布在硅片表面上，涂布一面后再涂另一面；(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散，扩散工艺为：温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)将硅片置于扩散炉中高温氧化处理；/n(2)将氧化处理后的硅片正反面进行光刻，利用BOE腐蚀液将氧化层腐蚀成线条暴露出硅，形成穿通环；/n(3)将光刻后形成穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽；/n(4)利用自动涂源台涂布，将硅片放置于涂源台的吸盘上，将硼铝源先滴在硅片上，开启旋转，吸盘高速旋转将源均匀涂布在硅片表面上，涂布一面后再涂另一面；/n(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散，扩散工艺为：温度为1260±10℃，N

【技术特征摘要】
1.一种穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将硅片置于扩散炉中高温氧化处理；
(2)将氧化处理后的硅片正反面进行光刻，利用BOE腐蚀液将氧化层腐蚀成线条暴露出硅，形成穿通环；
(3)将光刻后形成穿通环的硅片置于化学腐蚀液中腐蚀出沟槽；
(4)利用自动涂源台涂布，将硅片放置于涂源台的吸盘上，将硼铝源先滴在硅片上，开启旋转，吸盘高速旋转将源均匀涂布在硅片表面上，涂布一面后再涂另一面；
(5)将涂有硼铝源的硅片置于高温扩散炉中进行硼铝扩散，扩散工艺为：温度为1260±10℃，N2通入速率4L/min，湿氧通入速率为1.5-2L/min，首先进行湿氧氧化3小时，最后再进行干氧氧化13-17小时，得产品。


2.根据权利要求1所述的穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于：步骤(1)中高温氧化的工艺为：N2通入速率4L/min，氧化温度为1150±20℃，氧化过程为：首先进行干氧氧化1小时，然后进行湿氧氧化8小时，最后再进行干氧氧化2小时，氧化后氧化层厚度为1.6-2.0um。


3.根据权利要求1所述的穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿开远，
申请(专利权)人：济宁东方芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37