一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114582714A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202210101939.1(22)申请日2022.01.27(71)申请人拉普拉斯（无锡）半导体科技有限公司地址214192江苏省无锡市锡山区锡北镇锡港路张泾东段209号(72)发明人林佳继卢佳梁笑毛文龙范伟祁文杰(74)专利代理机构杭州天昊专利代理事务所(特殊普通合伙)33283专利代理师董世博卓彩霞(51)Int.Cl.H01L21/225(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺(57)摘要本发明公开了一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，本发明在高温硼扩散工艺中，工艺温度980℃及以上氧化条件下，分阶段通入氧气及携氧水汽，能够在高温较短时间内实现生长工艺所需的氧化层厚度，有效控制硅片表面掺杂浓度，提升电池转换效率。与传统硼扩工艺相比，本发明增加了降温步骤后，氧气携水汽混合进炉管工艺的步骤，与传统硼扩干氧工艺相比，本发明能有效缩短整个工艺时间，产能得到提升；相对于传统硼扩工艺，本发明使工艺在1000℃以上的高温段时间缩短，能间接提升密封备件及热场的使用寿命。CN114582714ACN114582714A权利要求书1/1页1.一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，包括以下步骤：(1)将装有硅片的小舟放进炉管内，炉管内温度750℃‑780℃；(2)炉管进行抽真空，同时斜率升温至790℃‑850℃；(3)检漏；(4)通源沉积，通入BCl3/O2/N2进行扩散，压力100‑300mbar，温度790℃‑850℃；(5)通入氮气，同时升温至970℃‑990℃，进行无氧推进；(6)通入氮气，同时通入氧气，同步升温至1040℃，管内压力设置为400‑800mbar，进行后氧化工艺；(7)工艺温度降温至960℃‑980℃，降温期间保持通入氧气；(8)保持通入大氧氧气，同时通入小氧，流经纯水瓶携带水汽，炉内工艺温度960℃‑980℃；(9)停止通入大氧及携水汽小氧，通入氮气，同时工艺进行降温，设定温度800℃；(10)通入氮气进行破真空，将装有硅片的石英舟拉出，工艺完成。2.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(2)中，斜率升温至790℃‑850℃所用时间为20‑30min。3.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(3)中，将炉管压力抽至100‑150mbar后，关闭进气/抽气阀，进行炉管真空检漏。4.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(4)中，通入0.1‑0.3slmBCl3，0.3‑1slmO2，2‑5slmN2，时间10‑30min。5.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(5)中，通入2L‑5L氮气，同时升温至970℃‑990℃，进行无氧推进20‑25min。6.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(6)中，通入1L‑2L氮气，同时通入10L‑20L氧气，同步升温至1040℃，管内压力设置为400‑800mbar，进行后氧化工艺40‑60min。7.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(7)中，降温期间保持通入10L‑20L氧气，工艺时间10‑15min。8.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(8)中，保持通入2L‑5L大氧氧气，同时通入1L‑2L小氧，流经纯水瓶携带水汽，炉内工艺温度960℃‑980℃，时间8‑10min。9.根据权利要求1所述的一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺，其特征是，步骤(9)中，通入氮气10L‑15L，时间40‑60min。2CN114582714A说明书1/4页一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺技术领域[0001]本发明具体涉及一种基于硼扩散的湿氧氧化扩散工艺。背景技术[0002]目前，硅片热氧化，是在硅片表面生长一层优质的氧化层对整个半导体集成电路制造过程具有极为重要的意义。它不仅作为离子注入或热扩散的掩蔽层，而且也是保证器件表面不受周围气氛影响的钝化层，它不光是器件与器件之间电学隔离的绝缘层，而且也是MOS工艺以及多层金属化系统中保证电隔离的主要组成部分。因此了解硅氧化层的生长机理，控制并重复生长优质的硅化层方法对保证高质量的集成电路可靠性是至关重要的；在硅片衬底加工过程中，为了检验衬底内部的微缺陷，同样需要对硅片进行热氧化工艺模拟，以验证衬底硅片的热稳定性。[0003]传统硼扩高温推进生长氧化层，是在高温下持续通入氧气流量实现，不仅生长速度较慢，需要较高温度和长时间才能达到理想厚度