二极管的制备方法及半导体器件技术

本申请涉及一种二极管的制备方法及半导体器件。该方法包括：提供衬底，在衬底的正面和背面分别生长第一氧化层；通过干法刻蚀的方式刻蚀掉衬底正面的部分第一氧化层；对衬底的正面以及第一氧化层的正面和侧面进行离子注入，生成第一掺杂区；对衬底的正面和背面以及第一氧化层的正面和侧面进行高温推结，在第一氧化层的正面和背面以及第一掺杂区的正面分别生长第二氧化层；通过湿法刻蚀的方式刻蚀掉衬底背面的第一氧化层和第二氧化层以及衬底正面的部分第一氧化层和部分第二氧化层；对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面作扩散处理，生成第二掺杂区。第一氧化层可以保护衬底背面，在离子注入的时候不损伤衬底，无需减薄衬底，节省工序。节省工序。节省工序。

【技术实现步骤摘要】
二极管的制备方法及半导体器件


[0001]本申请涉及半导体器件
，特别是涉及一种二极管的制备方法及半导体器件。

技术介绍

[0002]在电子元件当中，二极管(diode)是一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，因此，二极管具有整流功能。
[0003]对于二极管掺杂区的制备，包含P+掺杂区和N+掺杂区的制备，现有技术通常采用先制备P+掺杂区，再制备N+掺杂区的方式，对于正面和背面均需生成P+掺杂区的晶圆而言，多采用双面离子注入的方式进行制作，在加工一面时，另一面不可避免受到损伤，就需要将衬底的厚度设置的较厚，在进行一面的离子注入后，减薄另一面的厚度，此举不仅造成了材料的损耗，而且增加了工艺步骤。

技术实现思路

[0004]本申请旨在提供一种二极管的制备方法及半导体器件，以解决双面离子注入工艺繁琐等问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提出了一种二极管的制备方法，包括：
[0006]提供衬底，在衬底的正面和背面分别生长第一氧化层；
[0007]通过干法刻蚀的方式刻蚀掉衬底正面的部分第一氧化层；
[0008]对衬底的正面以及第一氧化层的正面和侧面进行离子注入，生成第一掺杂区；
[0009]对衬底的正面和背面以及第一氧化层的正面和侧面进行高温推结，在第一氧化层的正面和背面以及第一掺杂区的正面分别生长第二氧化层；
[0010]通过湿法刻蚀的方式刻蚀掉衬底背面的第一氧化层和第二氧化层以及衬底正面的部分第一氧化层和部分第二氧化层；
>[0011]对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面作扩散处理，生成第二掺杂区。
[0012]其中，所述第一掺杂区为N+掺杂区，所述第二掺杂区为P+掺杂区。
[0013]另外，所述衬底的厚度为300μm。
[0014]在所述通过干法刻蚀的方式刻蚀掉衬底正面的部分第一氧化层的步骤中，包括：对衬底正面的第一氧化层进行各向异性刻蚀。
[0015]在所述对衬底的正面以及第一氧化层的正面和侧面进行离子注入，生成第一掺杂区的步骤中，离子注入机的能量为30Kev
‑
50Kev，注入的离子剂量为3e15
‑
4e15。
[0016]在所述对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面进行扩散处理，生成第二掺杂区的步骤之中，包括：将衬底置于高温炉内，向高温炉内通入三氯氧磷，对衬底正面中心位置作三氯氧磷扩散处理。
[0017]在所述将衬底置于高温炉内，向高温炉内通入三氯氧磷，对衬底正面中心位置作
三氯氧磷扩散处理的步骤中，包括：在950℃
±
50℃的高温炉内通入0.5L
±
0.1L三氯氧磷，并通入10L
±
2L氮气和0.2L
±
0.05L氧气，工艺时间为16min
±
2min。
[0018]在所述对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面进行扩散处理，生成第二掺杂区的步骤之后，还包括：通过在高温炉内进行高温推结，在第二掺杂区的正面和背面以及第二氧化层的正面分别生长牺牲层，再通过漂酸的方式去除牺牲层、部分第二氧化层以及第二氧化层表面残留的有机物。
[0019]在所述通过在高温炉内进行高温推结，在第二掺杂区的正面和背面以及第二氧化层的正面分别生长牺牲层，再通过漂酸的方式去除牺牲层、部分第二氧化层以及第二氧化层表面残留的有机物的步骤之后，还包括：在第二掺杂区的正面以及第二氧化层的正面通过化学气相沉积的方式形成减反层，通过湿法刻蚀的方式在减反层上刻蚀出引线孔，并在引线孔上生长第一电极，并在第二掺杂区的背面生长第二电极。
[0020]第二方面，本申请实施例还提供了一种半导体器件，采用所述的二极管的制备方法制成，所述半导体器件包括：衬底；第一掺杂区，掺杂于所述衬底正面的中心位置；第二掺杂区，掺杂于所述衬底背面以及所述衬底正面的周侧，所述第一掺杂区与所述第二掺杂区相互隔绝；第一氧化层，形成于所述衬底正面；以及，第二氧化层，形成于所述第一氧化层背离所述衬底的一侧。
[0021]根据本申请实施例提供的一种二极管的制备方法及半导体器件，该二极管的制备方法，一方面，形成第一氧化层，刻蚀掉形成第一掺杂区的第一氧化层后，通过单面离子注入的方式形成第一掺杂区，从而第一氧化层可以起到保护衬底其他位置在离子注入阶段不受损坏的目的，在选取衬底的时候无需过后，且衬底无需减薄，节约了原材料，且节省了工艺步骤；另一方面，在第一次光刻时需要刻蚀掉的第一氧化层所占面积非常小，因而采用干法刻蚀衬底正面中心位置，可以实现刻蚀剖面时各向异性，防止侧蚀，减少光刻胶脱落或粘附，具有较好的刻蚀均匀性，刻蚀时减少化学品的使用，安全性好且成本低，在第二次光刻时需要刻蚀掉的第一氧化层和第二氧化层所占面积非常大，因而采用采用湿法刻蚀，可以实现大面积的快速刻蚀，提升效率和产品良率。
附图说明
[0022]下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制，仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸大的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。
[0023]图1示出本申请提供的一种二极管的制备方法的流程图；
[0024]图2(a)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底的正面和背面生长第一氧化层后的状态示意图；
[0025]图2(b)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的第一氧化层经过一次光刻后刻蚀掉衬底正面中心位置的第一氧化层的状态示意图；
[0026]图2(c)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底正面离子注入的状态示意图；
[0027]图2(d)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底生成第一掺杂区的状态
示意图；
[0028]图2(e)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底生成第一掺杂区后进行高温推结生长第二氧化层的状态示意图；
[0029]图2(f)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底第二次光刻后再进行扩散的状态示意图；
[0030]图2(g)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底生成第二掺杂区后的状态示意图；
[0031]图2(h)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的高温推结生成牺牲层的状态示意图；
[0032]图2(i)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底经过第三次光刻去除牺牲层并生长减反层的状态示意图；
[0033]图2(j)示出本申请提供的一种二极管的制备方法的衬底的减反层经过第四次光刻形成引线孔的状态示意图；
[0034]图3示出本申请提供的一种半导体器件的剖视图。
[0035]附图标记说明：
[0036]1、衬底；21、第一掺杂区；22、第二掺杂区；31、第一电极；32、第二电极；4、第一氧化层；5、第二氧化层；6、牺牲层；7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二极管的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底，在衬底的正面和背面分别生长第一氧化层；通过干法刻蚀的方式刻蚀掉衬底正面的部分第一氧化层；对衬底的正面以及第一氧化层的正面和侧面进行离子注入，生成第一掺杂区；对衬底的正面和背面以及第一氧化层的正面和侧面进行高温推结，在第一氧化层的正面和背面以及第一掺杂区的正面分别生长第二氧化层；通过湿法刻蚀的方式刻蚀掉衬底背面的第一氧化层和第二氧化层以及衬底正面的部分第一氧化层和部分第二氧化层；对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面作扩散处理，生成第二掺杂区。2.根据权利要求1所述的二极管的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂区为N+掺杂区，所述第二掺杂区为P+掺杂区。3.根据权利要求1所述的二极管的制备方法，其特征在于，所述衬底的厚度为300μm。4.根据权利要求1所述的二极管的制备方法，其特征在于，在所述通过干法刻蚀的方式刻蚀掉衬底正面的部分第一氧化层的步骤中，包括：对衬底正面的第一氧化层进行各向异性刻蚀。5.根据权利要求1所述的二极管的制备方法，其特征在于，在所述对衬底的正面以及第一氧化层的正面和侧面进行离子注入，生成第一掺杂区的步骤中，离子注入机的能量为30Kev
‑
50Kev，注入的离子剂量为3e15
‑
4e15。6.根据权利要求1所述的二极管的制备方法，其特征在于，在所述对衬底的正面和背面以及第二氧化层的正面和侧面进行扩散处理，生成第二掺杂区的步骤之中，包括：将衬底置于高温炉内，向高温炉内通入三氯氧磷，对衬底正面中心位置作三氯氧磷扩散处理。7.根据权利要求6所述的二极管的制备方法，其特征在于，在所述将衬底置于高温炉内，向高温炉内通入三氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭幸辰，鲁艳春，
申请(专利权)人：北海惠科半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：