CN112582259A - 一种新式的n型层磷掺杂工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种新式的N型层磷掺杂工艺方法。涉及半导体工艺领域,尤其涉及一种新式的N型层磷掺杂工艺方法。提供了一种加工简便，工艺扩散后表面浓度均匀性好的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法。本发明在硅片表面制作了一层掺有磷的多晶硅薄膜层，再在含有磷元素的多晶硅层上沉积一层Si3N4层，保护含有磷元素的多晶硅层，在热处理下，该多晶硅薄膜层里的磷原子向硅体内扩散，达到了杂质扩散的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺领域,尤其涉及一种新式的N型层磷掺杂工艺方法。
背景技术
现有的磷掺杂工艺方法，采用N2携带POCL3，通过高温下POCL3分解出P2O5，再由P2O5与Si反应得到N型掺杂的磷杂质。反应方程式为：
5POCL3→PCL5+P2O5
4PCL5+5O2 →2P2O5+5CL2
2P2O5+5SI→SIO2+4P
POCL3进行磷掺杂工艺，存在以下缺点:
1.由于POCL3分解物具有,腐蚀性，硅片表面很容易被腐蚀。
2.高温下经过化学反应后得到磷含量不稳定，磷掺杂后均匀性差。
综上所述，该工艺扩散后表面浓度均匀性差，工艺稳定性差，过程复杂。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种加工简便，工艺扩散后表面浓度均匀性好的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法。
本发明的技术方案是：一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，包括以下步骤：
1）、在Si表面沉积一层含有磷元素的多晶硅层；
2）、在含有磷元素的多晶硅层上沉积一层Si3N4层，保护含有磷元素的多晶硅层；
3）、将含有磷元素的多晶硅层和Si3N4保护层在一定温度、一定气氛下热处理一定时间，使得磷向Si扩散，形成N型层；
4）、后处理，即获得产品。
所述含磷元素的多晶硅层通过LPCVD炉制备。
步骤1）制备获得的含有磷元素的多晶硅层的厚度为0.6um-1.2um, RS为4-16欧姆/平方厘米。
步骤2）中沉积的Si3N4层厚度为0.1um-0.5um。
所述LPCVD炉沉积多晶硅层的加工温度为500度-600度，并通入PH3气体。
所述后处理为化学腐蚀或干法刻蚀除去含有磷的多晶硅层和Si3N4层。
本发明在硅片表面制作了一层掺有磷的多晶硅薄膜层，再在含有磷元素的多晶硅层上沉积一层Si3N4层，保护含有磷元素的多晶硅层，在热处理下，该多晶硅薄膜层里的磷原子向硅体内扩散，达到了杂质扩散的目的。
附图说明
图1是沉积含磷的多晶硅层和Si3N4保护层；
图2是磷元素向Si扩散后的结构示意图；
图中1是含磷的多晶硅层，2是Si3N4保护层，3是N型层。
具实施方式
本发明如图1-2所示，图中P1是硅片P型高阻层，一种新式的N型层4磷掺杂工艺方法，包括以下步骤：
1）、在Si表面沉积一层含有磷元素的多晶硅层1；
2）、在含有磷元素的多晶硅层上沉积一层Si3N4 保护层，保护含有磷元素的多晶硅层；Si3N4层是半导体厂常用工艺主要由SiH4和NH3气体制得，属于现有技术；
3）、将含有磷元素的多晶硅层和Si3N4保护层2在一定温度、一定气氛下热处理一定时间，使得磷向Si扩散，形成N型层；
4）、后处理，即获得产品。
所述含磷元素的多晶硅层通过LPCVD炉制备。
步骤1）制备获得的含有磷元素的多晶硅层的厚度为0.6um-1.2um, RS（方块电阻）为4-16欧姆/平方厘米。
步骤2）中沉积的Si3N4层厚度为0.1um-0.5um。
所述LPCVD炉沉积多晶硅层的加工温度为500度-600度，并通入PH3气体（气体的含量： 0.017L/min）。这时得到一层含有磷的多晶硅层，所用气体的热分解式为：
SiH4 →Si + 2H2；
2PH3→2P+3H2；
所得到的薄膜是含磷的多晶硅层1，可以当做磷扩散的杂质源。
所述后处理为化学腐蚀或干法刻蚀除去含有磷的多晶硅层和Si3N4层。这两种工艺都是本技术领域常用的技术手段。
对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：
（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；
（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；
以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、在Si表面沉积一层含有磷元素的多晶硅层；
2）、在含有磷元素的多晶硅层上沉积一层Si3N4层，保护含有磷元素的多晶硅层；
3）、将含有磷元素的多晶硅层和Si3N4保护层在一定温度、一定气氛下热处理一定时间，使得磷向Si扩散，形成N型层；
4）、后处理，即获得产品。
2.根据权利要求1所述的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，所述含磷元素的多晶硅层通过LPCVD炉制备。
3.根据权利要求1所述的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，步骤1）制备获得的含有磷元素的多晶硅层的厚度为0.6um-1.2um, RS为4-16欧姆/平方厘米。
4.根据权利要求1所述的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，步骤2）中沉积的Si3N4层厚度为0.1um-0.5um。
5.根据权利要求2所述的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，所述LPCVD炉沉积多晶硅层的加工温度为500度-600度，并通入PH3气体。
6.根据权利要求1所述的一种新式的N型层磷掺杂工艺方法，其特征在于，所述后处理为化学腐蚀或干法刻蚀除去含有磷的多晶硅层和Si3N4层。
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