一种复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法技术

本发明专利技术公开了一种复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法，这种复合磷扩散源按质量份数由正硅酸乙酯20

【技术实现步骤摘要】
一种复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法


[0001]本专利技术属于复合磷扩散源及其加工方法以及半导体加工
，具体是一种复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法。

技术介绍

[0002]扩散源是半导体器件生产制造的掺杂工艺中一种必不可少的微电子化学品。根据不同的掺杂工艺所使用的掺杂源有所不同，掺杂工艺主要分为两种：热扩散和离子注入。
[0003]离子注入是通过高能量的离子束轰击硅片表面，在掺杂窗口处，杂质离子被注入到体硅内，而在其它不需掺杂的区域，杂质离子被硅表面的保护层屏蔽，从而完成选择性掺杂。在离子注入过程中，电离的杂质离子经静电场加速打到硅片表面，通过测量离子电流可严格控制注入剂量。
[0004]通常离子注入的深度较浅且浓度较大，必须进行退火和再分布工艺。由于离子进入硅晶体后，会给晶格带来大范围的损伤，为了恢复这些晶格损伤，在离子注入后要进行退火处理。在退火的同时，杂质在硅体内进行再分布，如果需要还可以进行后续的高温处理以获得所需的结深。工艺过程复杂，无法一次性满足大结深产品的加工需求。
[0005]另外离子注入机技术一直掌握在外企手中，设备价格昂贵，采购受限等问题突出。特别是对一些半导体分离期间制造企业来说，使用离子注入机来生产期间成本过高，且由于设备数量有限导致生产效率低，产品供货紧张。
[0006]热扩散掺杂是指利用分子在高温下的扩散运动，使杂质原子从浓度很高的杂质源向体硅中扩散并形成一定的分布。
[0007]热扩散通常分两个步骤进行：预淀积和再分布。预淀积是指在高温下，利用杂质源，如硼源、磷源等，对硅片上的掺杂窗口进行扩散，在窗口处形成一层较薄但具有较高浓度的杂质层。这是一种恒定表面源的扩散过程。再分布是限定表面源的扩散过程，是利用预淀积所形成的表面杂质层做杂质源，在高温下将这层杂质向体硅内扩散的过程，通常再分布的时间较长，通过再分布，可以在硅衬底上形成一定的杂质分布和结深。
[0008]但是热扩散掺杂工艺具有一个很明显的缺点就是不能精确控制杂质的浓度，从而所生产出来的电路会与所设计的电路有一定的差别。
[0009]由于热扩散工艺相较于离子注入操作简单，设备及环境要求相对较低。生产制造成本低廉，因此备受一些厂家的青睐。
[0010]传统磷扩散工艺主要以三氯氧磷为掺杂源，但是该掺杂源毒性很大，扩散过程对环境要求高，在使用过程中对系统密闭性要求严格，且重复性及稳定性不好，杂质源浓度控制不精确，随着人们对环境污染的越来越注重，该工艺也面临着巨大的挑战。为了替代该扩散源，越来越多的人们开始使用磷硅玻璃作为磷的掺杂源，但是磷硅玻璃在控制杂质浓度方面比较困难。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术不足，提供一种复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法，这种扩散源可以通过控制膜厚及复合磷扩散源中磷的含量来实现磷掺杂浓度的精确控制。并且更加环保，扩散过程中不需要离子注入机的参与，减少了该设备的资金投入，且操作简单，整个扩散工艺都在扩散炉中一次完成，不需二次退火，且可以满足大结深产品的加工需求，提高了生产效率。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种复合磷扩散源，按质量份数由正硅酸乙酯20
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22份，乙酸乙酯20
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40份，五氧化二磷1
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11份，乙醇35
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40份，水3
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5份混合而成。这种扩散源可以通过控制复合磷扩散源中磷的含量来实现磷掺杂浓度的精确控制。并且更加环保，扩散过程中不需要离子注入机的参与，减少了该设备的资金投入，且操作简单，整个扩散工艺都在扩散炉中一次完成，不需二次退火，且可以满足大结深产品的加工需求，提高了生产效率。
[0013]一种复合磷扩散源的制备方法，包括以下步骤：1，按质量份数将正硅酸乙酯20
‑
22份与乙醇35
‑
40份混合均匀加热至60
‑
65℃；2，在步骤1制备的混合液中按质量份数加入水3
‑
5份，60
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65℃下保温2
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3h后降至室温；3，按质量份数将乙酸乙酯20
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40份与五氧化二磷1
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11份均匀混合，之后加入由步骤2制备的混合液中，搅拌均匀后，降至室温即得。
[0014]上述复合磷扩散源的制备方法中，优选的，还包括步骤4，将步骤3制得的混合液采用0.5μm的滤芯压力过滤。
[0015]一种复合磷扩散源用于半导体掺杂加工的方法，包括以下步骤：1，将复合磷扩散源均匀涂布于硅片表面，所述复合磷扩散源按质量份数由正硅酸乙酯20
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22份，乙酸乙酯20
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40份，五氧化二磷1
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11份，乙醇35
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40份，水3
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5份混合而成；2，对硅片预烘加热使得涂布的复合磷扩散源形成固化的膜层；3，将硅片移动至扩散炉中进行热扩散。这种复合磷扩散源用于半导体掺杂加工的方法可以通过控制膜厚来实现磷掺杂浓度的精确控制。并且更加环保，扩散过程中不需要离子注入机的参与，减少了该设备的资金投入，且操作简单，整个扩散工艺都在扩散炉中一次完成，不需二次退火，且可以满足大结深产品的加工需求，提高了生产效率。
[0016]上述复合磷扩散源用于半导体掺杂加工的方法中，优选的，步骤1中，复合磷扩散源采用匀胶机涂布。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：复合磷扩散源及其制备方法和半导体掺杂加工的方法可以通过控制膜厚及复合磷扩散源中磷的含量来实现磷掺杂浓度的精确控制。并且更加环保，扩散过程中不需要离子注入机的参与，减少了该设备的资金投入，且操作简单，整个扩散工艺都在扩散炉中一次完成，不需二次退火，且可以满足大结深产品的加工需求，提高了生产效率。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：实施例1，首先，制备出复合磷扩散源，具体步骤为：1，按质量份数将正硅酸乙酯20份与乙醇35份混合均匀加热至60℃；2，在步骤1制备的混合液中按质量份数加入水3份，60℃下保温2h后降至室温；3，按质量份数将乙酸乙酯20份与五氧化二磷1份混合，之后加入由步骤2制备的混合液中，搅拌2h至均
匀后，降至室温即得复合磷扩散源。在其他实施例中，也可包括步骤4，将步骤3制得的混合液采用0.5μm的滤芯压力过滤。
[0019]所制得的复合磷扩散源，按质量份数由正硅酸乙酯20份，乙酸乙酯20份，五氧化二磷1份，乙醇35份，水3份混合而成。测得产品粘度可满足涂布要求，及磷含量满足掺杂加工的要求。
[0020]将制得的复合磷扩散源用于半导体掺杂加工的方法，包括以下步骤：1，将上述制得的复合磷扩散源采用匀胶机均匀涂布于硅片表面，涂布厚度可根据扩散过程中所需的磷的含量来调整；2，通过电热板对硅片预烘加热使得涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合磷扩散源，其特征在于，按质量份数由正硅酸乙酯20
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22份，乙酸乙酯20
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40份，五氧化二磷1
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11份，乙醇35
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40份，水3
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5份混合而成。2.一种复合磷扩散源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1，按质量份数将正硅酸乙酯20
‑
22份与乙醇35
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40份混合均匀加热至60
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65℃；2，在步骤1制备的混合液中按质量份数加入水3
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5份，60
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65℃下保温2
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3h后降至室温；3，按质量份数将乙酸乙酯20
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40份与五氧化二磷1
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【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：浙江尚能实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：