CN109755115B - 一种缩短三扩散片扩散时间的工艺 - Google Patents
一种缩短三扩散片扩散时间的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种缩短三扩散片扩散时间的工艺，包括以下步骤：将清洗后的扩散片放置于预扩散用的容器内并进行摆片，将清洗后的扩散片进入预扩散炉中进行预扩散，将预扩散完成后的扩散片进入主扩散炉中进行主扩散，对主扩散完成后的扩散片进行主扩散后处理，对完成主扩散后处理的扩散片在预扩散炉内进行二次预扩散，对完成二次预扩散的扩散片在主扩散炉内进行二次主扩散，对二次主扩散完成后的扩散片进行出炉测试。本发明的有益效果是对扩散片进行两次预扩散和主扩散，可以大幅度的缩短扩散片的扩散时间，使得扩散片的主扩时间由原来的130～150h,缩短为70～90h，提高了扩散效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体晶片制造技术领域，尤其是涉及一种缩短三扩散片扩散时间的工艺。
背景技术
常规的磷扩散方法主要包括如下步骤：(1)高温磷扩散，其扩散温度通常为840～860℃；(2)恒温推进，推进温度通常为840～860℃。采用一次扩散工艺，使得扩散片在扩散时的扩散时间长，达到130-150h，扩散效率低。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种缩短三扩散片扩散时间的工艺，尤其适合半导体硅片扩散时使用，对扩散片进行两次预扩散和主扩散，能够提高扩散片的扩散时间，提高扩散效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种缩短三扩散片扩散时间的工艺，主要包括以下步骤，
s1：将清洗后的扩散片进入预扩散炉中进行预扩散；
s2：将预扩散完成后的扩散片进入主扩散炉中进行主扩散；
s3：对主扩散完成后的扩散片进行主扩散后处理；
s4：对完成主扩散后处理的扩散片在预扩散炉内进行二次预扩散；
s5：对完成二次预扩散的扩散片在主扩散炉内进行二次主扩散。
进一步的，步骤s1与步骤s2之间还包括预扩散后处理和主扩散前叠片，步骤s4与步骤s5之间还包括二次预扩散后处理和二次主扩散前叠片。
进一步的，步骤s1对扩散片进行预扩散为进行三氯氧磷预扩散，具体包括以下步骤：
s10：确认三氯氧磷的温度；
s11：确认预扩散炉的待机温度及预扩散的工艺曲线；
s12：在预扩散炉内进行预扩散；
进一步的，预扩散工艺曲线包括以下步骤：
s110：预扩散炉的温度由900-1000℃升至1100-1300℃，升温时间为30-60min；
s111：恒温通入氧气和氮气，恒温时间为5-20min；
s112：恒温通入氧气、大氮和小氮，恒温时间为110-150min；
s113：恒温通入氧气和氮气，恒温时间为25-45min；
s114：预扩散炉温度由1100-1300℃降至900-1000℃，降温时间为100-130min，同时通入氧气和氮气；
进一步的，步骤s2中的主扩散包括以下步骤：
s20：确认主扩散炉待机温度为400-600℃，同时通入氧气；
s21：将经过预扩散后处理的扩散片置于主扩散炉中，按照主扩散曲线进行主扩散；
s22：主扩散完成后进行出炉冷却。
进一步的，步骤s21中的主扩散曲线包括以下步骤：
s210：主扩散炉温度由400-600℃升至1200-1400℃，升温时间为5-8h；
s211：主扩散炉保持温度为1200-1400℃，恒温时间为40-50h；
s212：主扩散炉温度降至400-600℃，降温时间为2-5h。
进一步的，预扩散后处理包括以下步骤：将预扩散后的扩散片置于预扩散后处理容器内并置于酸溶液中浸泡，浸泡时间为5-10min，浸泡完成后进行冲水甩干。
进一步的，主扩散前叠片主要包括以下步骤：将预扩散后处理后的扩散片撒上硅粉并放置于主扩散容器内。
进一步的，二次预扩散包括步骤s1和预扩散后处理，二次主扩散包括依次进行主扩散前叠片和步骤s2，步骤s2中的恒温时间为30-40h。
进一步的，步骤s5之后还进行出炉测试和二次主扩散后处理，二次主扩散后处理与步骤s3相同。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，对扩散片进行两次预扩散和主扩散，可以大幅度的缩短扩散片的扩散时间，使得扩散片的主扩时间由原来的130～150h,缩短为70～90h，提高了扩散效率；同时，采用两次预扩散和主扩散的扩散工艺，使得扩散片上磷原子浓度呈现一定的梯度，为后续扩散片的再次扩散工艺做好准备。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明涉及一种缩短三扩散片扩散时间的工艺，缩短扩散片扩散的时间，提高扩散效率。该缩短三扩散片扩散时间的工艺，具体包括以下步骤：
s1：对扩散片用清洗液进行多次清洗：将扩散片用清洗液清洗，这里进行两次清洗液清洗，第一次用清洗液清洗时采用清洗液SC1进行清洗，清洗液SC1为按一定体积比例进行混合的氨水、双氧水和去离子水，这里氨水、双氧水和去离子水的体积比例为550-750ml：1.2-1.4L：5-7L，在使用该清洗液SC1对扩散片进行清洗时，清洗液SC1温度保持在60-90℃之间，且清洗时间为5-15min；采用清洗液SC1对扩散片进行清洗，目的是将扩散片表面的油污等杂质清洗干净，减少扩散片掺杂其他杂质的机会，同时也是对扩散片切割后的机械损伤进行去除。
清洗液SC1清洗完成后，对扩散片进行冲洗，采用循环水对经过清洗液SC1清洗的扩散片进行冲洗，将扩散片表面的清洗液SC1清洗掉，循环水冲洗时间为5-15min。
对采用循环水冲洗后的扩散片进行第二次清洗液清洗，第二次清洗液进行清洗时，清洗液采用清洗液SC2，这里清洗液SC2为按照一定体积比例进行混合的盐酸、双氧水和去离子水，这里盐酸、双氧水和去离子水的体积比例为550-750ml：1.2-1.4L：5-7L，扩散片在进行第二次清洗液清洗时，清洗液SC2的温度保持在60-90℃之间，第二次清洗液清洗时间为5-15min，第二次清洗液清洗的目的是将扩散片表面的杂质清洗掉，减少扩散片杂质附着的机会。
第二次清洗液清洗完成后进行循环水清洗，这里循环水冲洗的时间为5-15min，本次循环式冲洗的目的是将扩散片表面的清洗液SC2清洗掉，保持扩散片表面的清洁度，循环水冲洗完成后，对扩散片采用甩干设备将扩散片进行甩干，将扩散片表面的水分甩掉。
s2：将经过两次清洗液清洗后的扩散片放置于扩散用的容器内并进行摆片，具体的是：将经过清洗液SC1和SC2清洗后的扩散片放置于后续预用的容器内，这里预扩散用的容器选择为石英舟，该石英舟在高温下与扩散片不发生化学反应，能够保持扩散片的清洁度。用干净的镊子将清洗后的扩散片放置到石英舟的槽内，定位面朝上，主定位面和次定位面对齐摆放到石英舟内，也就是扩散片竖直放置于石英舟的槽内，并在石英舟的两端放上清洗好的衬片，石英舟每一端放置的衬片为两片，对放置于石英舟内的扩散片进行隔挡，根据扩散片的直径选择石英舟内槽间距，石英舟的槽间距为2.6-2.8mm，每个石英舟能够放置200片。
s3：将清洗后的扩散片放置于预扩散炉中进行预扩散：将上述经过两次清洗液清洗后的扩散片放置于石英舟中进行摆片后，将盛装有扩散片的石英舟放置于预扩散炉中进行预扩散，此次预扩散主要是进行三氯氧磷的扩散，目的是磷原子在扩散片上由表至里形成一定的浓度梯度，为后续的扩散做准备。
此次预扩散在预扩散炉内进行，在进行预扩散之前，也就是在携带扩散片的石英舟进入预扩散炉之前，首先对三氯氧磷的安装是否正确进行确认，若三氯氧磷的安装正确，则对冷井温度进行设定；若三氯氧磷的安装不正确，则对三氯氧磷的安装进行调整，保证三氯氧磷的安装的正确性，继而进行冷井温度的设定。这里冷井为冷却三氯氧磷的冷却装置，用于对三氯氧磷进行冷却，冷井温度设定在15-30℃，也就是间接保证三氯氧磷的温度保持在15-30℃，使得进入预扩散炉时三氯氧磷的温度为15-30℃，三氯氧磷的具体温度设定根据实际生产需求进行选择。
三氯氧磷确认完成后，将装好扩散片的石英舟送入预扩散炉中，此时，首先对预扩散炉的待机温度进行确认，预扩散炉的待机温度应为900-1000℃，并且确认预扩散炉的的预扩工艺曲线，然后进行扩散片的预扩散，预扩散完成后进行扩散片出炉。
上述的预扩散工艺曲线为：
1)将预扩散炉的温度由待机温度900-1000℃升至1100-1300℃，该升温时间为30-60min，也就是，预扩散炉要在30-60min中将温度由900-1000℃升至1100-1300℃；
2)保持预扩散炉的温度在1100-1300℃内，恒温时间为5-20min，同时，在此恒温过程中向预扩散炉内通入氧气和氮气，氧气的通入流量为3.5-4L/min，氮气通入流量为4.8-5.5L/min，也就是在恒温5-20min中，按照氧气流量和氮气流量向预扩散炉内持续输入氧气和氮气；
3)5-20min后，温度仍然保持在1100-1300℃，改变气体的输入，在恒温条件下输入氧气、大氮和小氮，这里大氮指的是不携带三氯氧磷，小氮指的是携带三氯氧磷，此时氧气的通入流量是3.5-4L/min，没有改变，小氮的通入流量是3.5-4L/min，大氮的通入流量是1.1-1.5L/min，该恒温时间为110-150min，使得三氯氧磷中的磷原子沉积在扩散片的表面，并由表面进入扩散片的内部，使得磷原子在扩散片上形成一定的浓度；
4)110-150min后，停止通入三氯氧磷，在温度保持在1100-1300℃条件下，继续通入氧气和氮气，此时，氧气的通入流量是3.5-4L/min，氮气的通入流量是4.8-5.5L/min，恒温时间为25-45min；
5)上述恒温时间25-45min结束后，预扩散炉进行降温，使得预扩散炉的温度由1100-1300℃降至900-1000℃，降温时间为100-130min，在降温过程中，向预扩散炉继续通入氧气和氮气，氧气通入的流量为3.5-4L/min，氮气通入的流量为4.8-5.5L/min。
6)降温结束后，将扩散片进行出炉。
s4：预扩散后处理：扩散片的预扩散完成后出炉，将石英舟放置在净化台上进行冷却，待扩散片冷却后将扩散片从石英舟上取下，转移到预扩散后处理的容器内，这里预扩散后处理的容器选择为聚四氟花篮，将冷却后的扩散片由石英舟中取下放入聚四氟花篮中，然后将装有扩散片的聚四氟花篮浸入到酸中进行浸泡，这里酸为氢氟酸溶液，也就是预扩散后的扩散片进行酸处理，氢氟酸放置于预扩散后处理容器中，氢氟酸的容量为3000-4000ml，每个聚四氟花篮中的扩散片在氢氟酸溶液中浸泡的时间为5-10min中，浸泡完成后进行冲水，这里进行纯水冲洗，冲水时间为10-30min，冲水完成后进行甩干；
预扩散后处理的目的是应用氢氟酸将预扩散后的扩散片上的沉积不牢固的磷原子清除掉，为后续扩散片进行主扩散做准备。
s5：预扩散后处理完成后进行主扩散前的叠片：也就是将清洗好的待装如主扩散用容器中的扩散片放置于净化台上，并对扩散片撒硅粉，将硅粉撒到扩散片的两面上；这里主扩散用容器为碳化硅舟，将碳化硅舟放置在装片台上，同时在碳化硅舟上撒上少量的硅粉，在碳化硅舟的两端放置模拟片，并在模拟片上撒上硅粉；然后将撒好硅粉的扩散片重叠起来，参考面对齐，竖直放置在碳化硅舟内，因扩散片的厚度为490-550μm，则在碳化硅舟内的扩散片的数量有一定限制，每一个碳化硅舟中扩散片的数量为，使得每次主扩散炉内的扩散片的数量不超过1000片。
s6：将预扩散后处理和主扩散前叠片完成后的扩散片放置在主扩散炉中进行主扩散：扩散片的主扩散是在主扩散炉中进行的，上述的盛装有扩散片的碳化硅舟在进入主扩散炉之前，对扩散炉进行待机温度的确认，保证主扩散炉的待机温度保持在400-600℃之间，并且主扩散炉在待机温度达到时并保持该待机温度时，向主扩散炉中通入氧气，氧气的通入流量是2-5L/min，待主扩散炉中通好氧气后，将已经装好预扩散后处理并进行叠片的扩散片的碳化硅舟装入主扩散炉中，放置于主扩散炉的炉口处，用石英棒将碳化硅舟一个一个的缓慢推至主扩散炉的恒温区，随后盖上主扩散炉帽，并且启动主扩散炉，使得主扩散炉按照主扩散工艺曲线运行程序进行主扩散。
主扩散工艺曲线具体包括以下步骤：
1)将主扩散的温度由待机温度400-600℃升温至1200-1400℃，升温时间为5-8h；
2)主扩散炉升温完成后进行恒温保持，使得扩散炉的温度保持在1200-1400℃，恒温保持时间为40-50h；
3)恒温结束后，主扩散炉的温度下降，主扩散炉的温度由1200-1400℃降至400-600℃，降温时间为2-5h；
4)主扩散炉降温结束后，扩散片进行出炉，将装有扩散片的碳化硅舟放置在装舟台上进行冷却。
主扩散的目的是将预扩散后处理的扩散片进行进一步扩散，将扩散片上的磷原子进一步进入扩散片的内部，并对扩散片上扩散进扩散片里面的磷原子进行巩固，使得扩散片的磷原子进一步在扩散片上由表至里进行扩散，在扩散片上形成一定浓度的磷原子。
s7：对主扩散完成后的扩散片进行主扩散后处理：扩散片主扩散完成后，将碳化硅舟放置在装舟台上进行冷却，待扩散片冷却后，将扩散片从碳化硅舟上取下，转移到主扩散后处理用的后处理容器上，这里主扩散后处理容器为后处理专用的塑料花篮，待扩散片装入塑料花篮后，将塑料花篮浸入氢氟酸溶液中，氢氟酸溶液放置在后处理容器中，且氢氟酸溶液具有2000-5000ml，能同时对多个花篮中的扩散片浸泡进行酸处理，扩散片在氢氟酸中的浸泡时间为12-24h；浸泡结束后，对扩散片进行冲水，采用纯水进行清洗，纯水冲洗的时间为3-5h；冲水完成后，将扩散片从塑料花篮中取出，并放置在四氟花篮中，再次进行冲水，此次冲水时间为1-2h，冲水完成后进行甩干，将扩散片上的水分进行甩干。
s8：对完成主扩散后处理的扩散片在预扩散炉内进行二次预扩散：二次预扩散的工艺步骤与上述的预扩散工艺步骤相同，依次进行步骤s1、步骤s2、步骤s3和步骤s4，也就是，在上述主扩散后处理完成后，经过主扩散后处理的扩散片，依次进行步骤s1、步骤s2、步骤s3和步骤s4，具体如下：
s9:对上述经过主扩散后处理的扩散片用清洗液进行多次清洗：将扩散片用清洗液清洗，这里进行两次清洗液清洗，第一次用清洗液清洗时采用清洗液SC1进行清洗，清洗液SC1为按一定体积比例进行混合的氨水、双氧水和去离子水，这里氨水、双氧水和去离子水的体积比例为550-750ml：1.2-1.4L：5-7L，在使用该清洗液SC1对扩散片进行清洗时，清洗液SC1温度保持在60-90℃之间，且清洗时间为5-15min；采用清洗液SC1对扩散片进行清洗，目的是将扩散片主扩散后处理产生的杂质清洗干净，减少扩散片掺杂其他杂质的机会。
清洗液SC1清洗完成后，对扩散片进行冲洗，采用循环水对经过清洗液SC1清洗的扩散片进行冲洗，将扩散片表面的清洗液SC1清洗掉，循环水冲洗时间为5-15min。
对采用循环水冲洗后的扩散片进行第二次清洗液清洗，第二次清洗液进行清洗时，清洗液采用清洗液SC2，这里清洗液SC2为按照一定体积比例进行混合的盐酸、双氧水和去离子水，这里盐酸、双氧水和去离子水的体积比例为550-750ml：1.2-1.4L：5-7L，扩散片在进行第二次清洗液清洗时，清洗液SC2的温度保持在60-90℃之间，第二次清洗液清洗时间为5-15min，第二次清洗液清洗的目的是将扩散片表面的杂质清洗掉，减少扩散片杂质附着的机会。
第二次清洗液清洗完成后进行循环水清洗，这里循环水冲洗的时间为5-15min，本次循环式冲洗的目的是将扩散片表面的清洗液SC2清洗掉，保持扩散片表面的清洁度，循环水冲洗完成后，对扩散片采用甩干设备将扩散片进行甩干，将扩散片表面的水分甩掉。
s10：将上述经过两次清洗液清洗后的扩散片放置于二次预扩散用的容器内并进行摆片，具体的是：将经过清洗液SC1和SC2清洗后的扩散片放置于后续二次预扩散用的容器内，这里二次预扩散用的容器选择为石英舟，该石英舟在高温下与扩散片不发生化学反应，能够保持扩散片的清洁度。用干净的镊子将清洗后的扩散片放置到石英舟的槽内，定位面朝上，主定位面和次定位面对齐摆放到石英舟内，也就是扩散片竖直放置于石英舟的槽内，并在石英舟的两端放上清洗好的衬片，石英舟每一端放置的衬片为两片，对放置于石英舟内的扩散片进行隔挡，根据扩散片的直径选择石英舟内槽间距，石英舟的槽间距为2.6-2.8mm，每个石英舟能够放置200片。
s11：将清洗后的扩散片放置于预扩散炉中进行二次预扩散：将上述经过两次清洗液清洗后的扩散片放置于石英舟中进行摆片后，将盛装有扩散片的石英舟放置于预扩散炉中进行二次预扩散，此次二次预扩散主要是进行三氯氧磷的扩散，目的是磷原子在扩散片上由表至里形成一定的浓度梯度，为后续的二次主扩散做准备。
此次二次预扩散在预扩散炉内进行，在进行二次预扩散之前，也就是在携带扩散片的石英舟进入预扩散炉之前，首先对三氯氧磷的安装是否正确进行确认，若三氯氧磷的安装正确，则对冷井温度进行设定；若三氯氧磷的安装不正确，则对三氯氧磷的安装进行调整，保证三氯氧磷的安装的正确性，继而进行冷井温度的设定。这里冷井为冷却三氯氧磷的冷却装置，用于对三氯氧磷进行冷却，冷井温度设定在15-30℃，也就是间接保证三氯氧磷的温度保持在15-30℃，使得进入预扩散炉时三氯氧磷的温度为15-30℃，三氯氧磷的具体温度设定根据实际生产需求进行选择。
三氯氧磷确认完成后，将装好扩散片的石英舟送入预扩散炉中，此时，首先对预扩散炉的待机温度进行确认，预扩散炉的待机温度应为900-1000℃，并且确认预扩散炉的的预扩工艺曲线，然后进行扩散片的二次预扩散，二次预扩散完成后进行扩散片出炉。
上述的二次预扩散工艺曲线为：
1)将预扩散炉的温度由待机温度900-1000℃升至1100-1300℃，该升温时间为30-60min，也就是，预扩散炉要在30-60min中将温度由900-1000℃升至1100-1300℃；
2)保持预扩散炉的温度在1100-1300℃内，恒温时间为5-20min，同时，在此恒温过程中向预扩散炉内通入氧气和氮气，氧气的通入流量为3.5-4L/min，氮气通入流量为4.8-5.5L/min，也就是在恒温5-20min中，按照氧气流量和氮气流量向预扩散炉内持续输入氧气和氮气；
3)5-20min后，温度仍然保持在1100-1300℃，改变气体的输入，在恒温条件下输入氧气、大氮和小氮，这里大氮指的是不携带三氯氧磷，小氮指的是携带三氯氧磷，此时氧气的通入流量是3.5-4L/min，没有改变，小氮的通入流量是3.5-4L/min，大氮的通入流量是1.1-1.5L/min，该恒温时间为110-150min，使得三氯氧磷中的磷原子沉积在扩散片的表面，并由表面进入扩散片的内部，使得磷原子在扩散片上形成一定的浓度；
4)110-150min后，停止通入三氯氧磷，在温度保持在1100-1300℃条件下，继续通入氧气和氮气，此时，氧气的通入流量是3.5-4L/min，氮气的通入流量是4.8-5.5L/min，恒温时间为25-45min；
5)上述恒温时间25-45min结束后，预扩散炉进行降温，使得预扩散炉的温度由1100-1300℃降至900-1000℃，降温时间为100-130min，在降温过程中，向预扩散炉继续通入氧气和氮气，氧气通入的流量为3.5-4L/min，氮气通入的流量为4.8-5.5L/min。
6)降温结束后，将扩散片进行出炉。
二次预扩散的目的是在经过主扩散后的扩散片上再次形成一定浓度的磷原子，使得扩散片上的磷原子的浓度呈现一定的梯度。
s12：二次预扩散后处理：扩散片的二次预扩散完成后出炉，将石英舟放置在净化台上进行冷却，待扩散片冷却后将扩散片从石英舟上取下，转移到预扩散后处理的容器内，这里预扩散后处理的容器选择为聚四氟花篮，将冷却后的扩散片由石英舟中取下放入聚四氟花篮中，然后将装有扩散片的聚四氟花篮浸入到酸中进行浸泡，这里酸为氢氟酸溶液，也就是二次预扩散后的扩散片进行酸处理，氢氟酸放置于预扩散后处理容器中，氢氟酸的容量为3000-4000ml，每个聚四氟花篮中的扩散片在氢氟酸溶液中浸泡的时间为5-10min中，浸泡完成后进行冲水，这里进行纯水冲洗，冲水时间为10-30min，冲水完成后进行甩干；
二次预扩散后处理的目的是应用氢氟酸将主扩散后的扩散片上的沉积不牢固的磷原子清除掉，为后续扩散片进行二次主扩散做准备。
s13：对完成二次预扩散的扩散片在主扩散炉内进行二次主扩散：对完成上述二次预扩散工艺的扩散片进行二次主扩散，二次主扩散的工艺步骤与主扩散的工艺步骤相同，依次进行步骤s5和步骤s6，也就是依次进行主扩散前叠片和主扩散，具体步骤为：
s14：二次预扩散后处理完成后进行二次主扩散前的叠片：也就是将清洗好的待装入二次主扩散用容器中的扩散片放置于净化台上，并对扩散片撒硅粉，将硅粉撒到扩散片的两面上；这里二次主扩散用容器为碳化硅舟，将碳化硅舟放置在装片台上，同时在碳化硅舟上撒上少量的硅粉，在碳化硅舟的两端放置模拟片，并在模拟片上撒上硅粉；然后将撒好硅粉的扩散片重叠起来，参考面对齐，竖直放置在碳化硅舟内，因扩散片的厚度为490-550μm，则在碳化硅舟内的扩散片的数量有一定限制，每一个碳化硅舟中扩散片的数量为，使得每次主扩散炉内的扩散片的数量不超过1000片。
s15：将二次预扩散后处理和二次主扩散前叠片完成后的扩散片放置在主扩散炉中进行主扩散：扩散片的主扩散是在主扩散炉中进行的，上述的盛装有扩散片的碳化硅舟在进入主扩散炉之前，对扩散炉进行待机温度的确认，保证主扩散炉的待机温度保持在400-600℃之间，并且主扩散炉在待机温度达到时并保持该待机温度时，向主扩散炉中通入氧气，氧气的通入流量是2-5L/min，待主扩散炉中通好氧气后，将已经装好预扩散后处理并进行叠片的扩散片的碳化硅舟装入主扩散炉中，放置于主扩散炉的炉口处，用石英棒将碳化硅舟一个一个的缓慢推至主扩散炉的恒温区，随后盖上主扩散炉帽，并且启动主扩散炉，使得主扩散炉按照主扩散工艺曲线运行程序进行主扩散。
主扩散工艺曲线具体包括以下步骤：
1)将主扩散的温度由待机温度400-600℃升温至1200-1400℃，升温时间为5-8h；
2)主扩散炉升温完成后进行恒温保持，使得扩散炉的温度保持在1200-1400℃，恒温保持时间为30-40h；
3)恒温结束后，主扩散炉的温度下降，主扩散炉的温度由1200-1400℃降至400-600℃，降温时间为2-5h；
4)主扩散炉降温结束后，扩散片进行出炉，将装有扩散片的碳化硅舟放置在装舟台上进行冷却。
二次主扩散的目的是将二次预扩散后处理的扩散片进行进一步扩散，将扩散片上的磷原子进一步进入扩散片的内部，并对扩散片上扩散进扩散片里面的磷原子进行巩固，使得扩散片的磷原子进一步在扩散片上由表至里进行扩散，在扩散片上形成一定浓度的磷原子，使得扩散片上的磷原子浓度呈现一定的梯度。
s16：对二次主扩散完成后的扩散片进行出炉测试：二次主扩散完成后，扩散片进行出炉冷却，硅片冷却后，对硅片进行SRP测试，测试扩散片上磷源的扩散深度，测得结深合格后，进行二次主扩散后处理。二次主扩散后处理,二次主扩散后处理的步骤与步骤s7的内容相同，具体如下：
对二次主扩散完成后的扩散片进行二次主扩散后处理：上述的扩散片二次主扩散完成后，将碳化硅舟放置在装舟台上进行冷却，待扩散片冷却后，将扩散片从碳化硅舟上取下，转移到二次主扩散后处理用的后处理容器上，这里二次主扩散后处理容器为后处理专用的塑料花篮，待扩散片装入塑料花篮后，将塑料花篮浸入氢氟酸溶液中，氢氟酸溶液放置在后处理容器中，且氢氟酸溶液具有2000-5000ml，能同时对多个花篮中的扩散片浸泡进行酸处理，扩散片在氢氟酸中的浸泡时间为12-24h；浸泡结束后，对扩散片进行冲水，采用纯水进行清洗，纯水冲洗的时间为3-5h；冲水完成后，将扩散片从塑料花篮中取出，并放置在四氟花篮中，再次进行冲水，此次冲水时间为1-2h，冲水完成后进行甩干，将扩散片上的水分进行甩干。二次主扩散后处理的目的是将扩散片上的杂质清楚干净，使得扩散片表面达到使用要求。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，对扩散片进行两次预扩散和主扩散，可以大幅度的缩短扩散片的扩散时间，使得扩散片的主扩时间由原来的130～150h,缩短为70～90h，提高了扩散效率；同时，采用两次预扩散和主扩散的扩散工艺，使得扩散片上磷原子浓度呈现一定的梯度，为后续扩散片的再次扩散工艺做好准备。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (1)
1.一种缩短三扩散片扩散时间的工艺，其特征在于：主要包括以下步骤，
s1：将清洗后的扩散片进入预扩散炉中进行预扩散；
s2：将预扩散完成后的扩散片进入主扩散炉中进行主扩散；
s3：对主扩散完成后的扩散片进行主扩散后处理；
s4：对完成主扩散后处理的扩散片在所述预扩散炉内进行二次预扩散；
s5：对完成二次预扩散的扩散片在所述主扩散炉内进行二次主扩散；
所述步骤s1与所述步骤s2之间还包括预扩散后处理和主扩散前叠片，所述步骤s4与所述步骤s5之间还包括二次预扩散后处理和二次主扩散前叠片；
所述步骤s1对所述扩散片进行预扩散为进行三氯氧磷预扩散，具体包括以下步骤；
s10；确认三氯氧磷的温度；
s11；确认预扩散炉的待机温度及预扩散的工艺曲线；
s12；在所述预扩散炉内进行预扩散；
所述预扩散工艺曲线包括以下步骤：
s110：所述预扩散炉的温度由900-1000℃升至1100-1300℃，升温时间为30-60min；
s111：恒温通入氧气和氮气，恒温时间为5-20min；
s112：恒温通入氧气、大氮和小氮，恒温时间为110-150min；
s113：恒温通入氧气和氮气，恒温时间为25-45min；
s114：所述预扩散炉温度由1100-1300℃降至900-1000℃，降温时间为100-130min，同时通入氧气和氮气；
所述步骤s2中的主扩散包括以下步骤：
s20：确认所述主扩散炉待机温度为400-600℃，同时通入氧气；
s21：将经过预扩散后处理的扩散片置于所述主扩散炉中，按照主扩散曲线进行主扩散；
s22：主扩散完成后进行出炉冷却；
所述步骤s21中的主扩散曲线包括以下步骤：
s210：所述主扩散炉温度由400-600℃升至1200-1400℃，升温时间为5-8h；
s211：所述主扩散炉保持温度为1200-1400℃，恒温时间为40-50h；
s212：所述主扩散炉温度降至400-600℃，降温时间为2-5h；
所述预扩散后处理包括以下步骤：
将预扩散后的扩散片置于预扩散后处理容器内并置于酸溶液中浸泡，浸泡时间为5-10min，浸泡完成后进行冲水甩干；
所述主扩散前叠片主要包括以下步骤：将预扩散后处理后的扩散片撒上硅粉并放置于主扩散容器内；
所述二次预扩散包括所述步骤s1和所述预扩散后处理，所述二次主扩散包括依次进行所述主扩散前叠片和所述步骤s2，所述步骤s2中的恒温时间为30-40h；
所述步骤s5之后还进行出炉测试和二次主扩散后处理，所述二次主扩散后处理与所述步骤s3相同。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN101030529A (zh) * | 2007-01-26 | 2007-09-05 | 吉林华微电子股份有限公司 | 扩散抛光片单侧主扩散制作方法 |
| CN102903619A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-01-30 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺 |
| CN103618019A (zh) * | 2013-08-13 | 2014-03-05 | 苏州盛康光伏科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池片扩散方法 |
| CN105374668A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-03-02 | 吉林华微电子股份有限公司 | 重掺杂硅衬底高品质屏蔽式扩散方法 |
| CN106784153A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 太阳能电池片低压扩散工艺 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101030529A (zh) * | 2007-01-26 | 2007-09-05 | 吉林华微电子股份有限公司 | 扩散抛光片单侧主扩散制作方法 |
| CN102903619A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-01-30 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺 |
| CN103618019A (zh) * | 2013-08-13 | 2014-03-05 | 苏州盛康光伏科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池片扩散方法 |
| CN105374668A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-03-02 | 吉林华微电子股份有限公司 | 重掺杂硅衬底高品质屏蔽式扩散方法 |
| CN106784153A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 太阳能电池片低压扩散工艺 |
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