CN117059536B - 一种扩散用石英舟及其扩散方法 - Google Patents

一种扩散用石英舟及其扩散方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117059536B
CN117059536B CN202311035383.1A CN202311035383A CN117059536B CN 117059536 B CN117059536 B CN 117059536B CN 202311035383 A CN202311035383 A CN 202311035383A CN 117059536 B CN117059536 B CN 117059536B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffusion
boat
quartz
quartz tube
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311035383.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117059536A (zh
Inventor
蔡阳光
刘应军
王权兵
易美军
余黎明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Minxin Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Wuhan Minxin Semiconductor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Minxin Semiconductor Co ltd filed Critical Wuhan Minxin Semiconductor Co ltd
Priority to CN202311035383.1A priority Critical patent/CN117059536B/zh
Publication of CN117059536A publication Critical patent/CN117059536A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117059536B publication Critical patent/CN117059536B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67309Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种扩散用石英舟及其扩散方法,属于光电子技术领域,包括扩散舟本体;扩散舟本体包括舟体和设置在舟体底部的弧形部;弧形部向与石英管内壁接触面的方向凸起,用以减少舟体底面与石英管内壁之间的距离。本发明通过舟底的弧形部减少扩散石英舟底面与石英管内壁之间的距离,使扩散石英舟和石英管内壁更加贴合,提高石英管和扩散石英舟之间的热传递效果,提高热传递的效率且传递热量更均匀,同时避免扩散石英舟底部悬空,提高扩散石英舟的稳定性。

Description

一种扩散用石英舟及其扩散方法
技术领域
本发明涉及光电子技术领域,具体地涉及一种扩散用石英舟及其扩散方法。
背景技术
随着光纤通信的不断发展,对光电探测器的要求也在提高,追求更高带宽、高灵敏度、低噪声,这就对光电探测器、雪崩二极管结构设计和工艺要求更高。光电探测器、雪崩二极管的带宽、灵敏度都和扩散有直接关系,扩散深度过深会导致电容偏大光电探测器带宽降低,扩散深度的深浅控制对雪崩二极管的倍增有直接影响。
而如何通过设计一种新的扩散石英舟及方法,能够让开管扩散均匀性和一致行提高,从而达到降低光电探测器电容提升带宽,精准控制雪崩二极管扩散深度提升雪崩二极管良率,是现在待解决的问题。
发明内容
本发明为了克服上述缺点中的至少一个,提供一种扩散用石英舟及其扩散方法。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到:
一种扩散用石英舟,包括扩散舟本体;
所述扩散舟本体包括舟体和设置在所述舟体底部的弧形部;
所述弧形部向与石英管内壁接触面的方向凸起,用以减少所述舟体底面与所述石英管内壁之间的距离,并提高所述石英管和所述舟体之间的热传递效果。
在一种可实施方式中,所述弧形部向外凸出且表面光滑,所述弧形部的轴线与所述石英管的轴线相对平行。
在一种可实施方式中,处于所述石英管内的所述扩散舟本体位于所述石英管的纵向中心位置。
在一种可实施方式中,所述舟体的内部开设有容置腔体,所述容置腔体用于承载外延片和扩散源。
在一种可实施方式中,所述容置腔体内设有凹槽组件,所述凹槽组件包括上下设置的舟槽和扩散槽,所述扩散槽用于承载所述扩散源,所述扩散槽的顶部设有用于支撑所述外延片的支撑台。
在一种可实施方式中,所述扩散槽的槽底为平面,所述支撑台为平面,所述支撑台周向各位置至所述扩散槽的槽底之间距离相同。
在一种可实施方式中,所述扩散用石英舟还包括:
舟盖,所述舟体顶部开口,所述舟盖可拆卸地安装在所述舟体的开口端,用以提高所述舟体内部的密封性。
在一种可实施方式中,所述舟盖包括:
盖体,可拆卸地安装在所述舟体的顶部开口端,用以提高所述舟体内部的密封性;
密封凸部,设置在所述盖体底部并向下延伸,用以插入所述容置腔体的内部,并与所述舟体开口端内壁小间隙配合。
一种扩散用石英舟的扩散方法,应用于上述任意一项所述的扩散用石英舟,所述扩散方法包括如下步骤:
将加热炉加热到设定温度,将扩散源铺在扩散槽的槽底,将外延片待扩散面朝向扩散源置于扩散槽的顶部,将舟盖置于扩散舟本体的开口端得到封闭的扩散石英舟;
将弧形底的封闭的扩散石英舟置于石英管的恒温区,密封石英管;
启动真空装置对石英管抽真空,然后向石英管内通入氮气和/或氢气,维持石英管内设定的压力;
待石英管内压力稳定后,将石英舟推到加热炉的恒温区进行扩散;
到达设定扩散时间后,将加热炉和石英管分离,对石英管进行冷却降温,待石英管达到室温后,打开炉门,退出扩散石英舟,取出外延片,完成扩散。
在一种可实施方式中的扩散方法,
所述加热炉的恒温区设定温度在400~530℃;
所述设定扩散时间为30~60min;
所述石英管通过风冷降温至室温。
本发明的有益技术效果:根据本公开内容,该扩散用石英舟及其扩散方法通过舟底的弧形部减少舟体底面与石英管内壁之间的距离,使扩散石英舟和石英管内壁更加贴合,提高石英管和扩散石英舟之间的热传递效果,提高热传递的效率且传递热量更均匀,同时避免扩散石英舟底部悬空,提高扩散石英舟位置的稳定性。
附图说明
在附图中,通过实例的方式非限制性地给出以下内容:
图1示出了本发明的整体装配结构主视图;
图2示出了本发明的实施例一装配结构右视图;
图3示出了本发明的加热炉结构示意图;
图4和图5示出了本发明的扩散舟本体结构示意图;
图6示出了本发明的外延片结构示意图;
图7示出了本发明的盖体、密封凸部和提手结构示意图;
图8示出了本发明的舟盖结构示意图;
图9示出了本发明的扩散舟本体内部凹槽组件结构主视图;
图10示出了本发明的扩散舟本体内部凹槽组件结构左视图;
图11示出了本发明的扩散舟本体结构俯视图;
图12示出了本发明的实施例二装配结构右视图;
图13示出了本发明的实施例三装配结构右视图;
图14示出了传统平底扩散舟和石英舟的装配结构主视图;
图15示出了本发明的平底扩散舟内部结构主视图;
图16示出了本发明的平底扩散舟的装配侧视图;
图17示出了本发明的扩散槽的一种排布示意图;
图18示出了本发明的扩散槽的另一种排布示意图。
图中:
1、石英管;2、扩散石英舟;3、扩散源;4、支撑体;5、外延片;
12、输气管;
21、扩散舟本体;22、舟盖;
211、舟体;212、弧形部;213、凹槽组件;214、把手;
2131、舟槽;2132、扩散槽;2133、支撑台;
221、盖体;222、密封凸部;223、提手。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本公开所提供的技术方案更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本公开所提供的技术方案可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
应予以注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例,而非意图限制根据本公开的示例性实施例。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式。此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在,将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施例。然而,这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是,提供这些实施例是为了使得本公开的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
如图1、图2、图4和图10所示,本公开的实施例提供了一种扩散用石英舟,包括扩散舟本体21;扩散舟本体21包括舟体211和设置在舟体211底部的弧形部212;弧形部212向与石英管1内壁接触面的方向凸起,用以减少舟体211底面与石英管1内壁之间的距离,并提高石英管1和舟体211之间的热传递效果。
如图15提供的一种现有技术中传统的平底扩散舟结构示意图,以及图14和图16提供了平底扩散舟和石英管之间的装配示意图,可以理解的是,由于传统扩散石英舟底面采用平面结构,在放置在石英管1内时,平底扩散舟底部悬空,仅仅通过平底扩散舟底面两端的边线和石英管1抵触用于支撑,稳定性不好,在移动平底扩散舟时容易左右晃动发生偏移,导致平底扩散舟内的扩散源移位造成不均匀的情况,影响扩散的效果。平底扩散舟在扩散过程中,先通过平底扩散舟上方的热空气向平底扩散舟传递热量,平底扩散舟底部热空气量少,且平底扩散舟和石英管1之间接触面小,平底扩散舟的底面和石英管1内壁之间相对距离较远,平底扩散舟与下方的热空气以及石英管1之间难以进行有效的热传递,会导致平底扩散舟上方加热效率高,而底部加热效率慢的情况,热传递效率慢且不均匀,影响扩散的效率和均匀性,同时导致扩散用时较长,扩散效率低效果差。
本实施例提供的扩散用石英舟通过舟底的弧形部212减少舟体211底面与石英管1内壁之间的相对距离,使扩散舟本体21和石英管1内壁更加贴合,在一定程度上能够增加舟体211和石英管1内壁之间的接触面积。在扩散过程中,形成上下传递热量的两条通路,通过扩散石英舟2上方的热空气向弧底扩散舟从上至下传递热量,同时通过石英舟1向弧底扩散舟从下至上传递热量,由于弧形部212提高了石英舟1向弧底扩散舟传递热量的效率,使弧底扩散舟能够受热更加均匀,提高了扩散的均匀性,同时缩短了扩散所需时间,提高了扩散的效率。通过弧形部212提高石英管1和所述舟体211之间的热传递效果,提高热传递的效率且传递热量更均匀,同时避免舟体211底部悬空,提高扩散用石英舟位置的稳定性。
在一种可实施方式中,如图2、图5和图10所示,弧形部212向外凸出且表面光滑,弧形部212的轴线与石英管1的轴线相对平行,处于石英管1内的扩散舟本体21位于石英管1的纵向中心位置。
在上述实施方式中,如图2所示,实施例一提供了一种弧形部212,当弧形部212的弯曲程度大于石英管1内壁弯曲程度时,即弧形部212的曲率大于石英管1内壁的曲率,即弧形部212的曲率半径小于石英管1内壁的曲率半径,扩散石英舟2放置在石英管1内时,此时舟体211和石英管1内壁之间通过底部接触,扩散石英舟2在移动时受到石英管1的摩擦力较小,方便移动,由于扩散石英舟2两侧和石英舟1内壁无接触,可能存在扩散石英舟2移动过程中左右晃动的情况。在舟体211的舟底和石英管1之间底部接触的情况下,扩散石英舟2下方通过底部接触面和两侧的热空气进行传递热量,提高扩散石英舟2下方的热量传递效果,减少扩散石英舟2上下传递热量的差距,提高热传递效率和均匀性。
在上述实施方式中,如图12所示,实施例二提供了一种弧形部212,当弧形部212和石英管1内壁弯曲程度一致时,即弧形部212的曲率等于石英管1内壁的曲率,即弧形部212的曲率半径等于石英管1内壁的曲率半径,扩散石英舟2放置在石英管1内时,舟体211的舟底和石英管1之间完全贴合,此时舟体211和石英管1之间接触面积最大,热传递效果最好,然而扩散石英舟2在移动时受到石英管1的摩擦力最大,不便移动。在舟体211的舟底和石英管1之间完全贴合的情况下,移动时稳定性更好,扩散石英舟2不会左右晃动。然而扩散石英舟2下方传递热量的效率可能存在远远高于扩散石英舟2上方和热空气传递热量的效率的情况。
在上述实施方式中,如图13所示,实施例三提供了一种弧形部212,当弧形部212的弯曲程度小于石英管1内壁弯曲程度时,即弧形部212的曲率小于石英管1内壁的曲率,即弧形部212的曲率半径大于石英管1内壁的曲率半径,扩散石英舟2放置在石英管1内时,此时舟体211和石英管1内壁之间通过两侧接触且底部悬空,相对于实施例一,扩散石英舟2在移动时受到石英管1的摩擦力更大;相对于实施例二,扩散石英舟2在移动时受到石英管1的摩擦力更小;由于扩散石英舟2两侧和石英舟1内壁接触,扩散石英舟2移动过程中不容易左右晃动。在舟体211的舟底和石英管1之间两侧贴合的情况下,扩散石英舟2下方通过两侧接触面和下方的热空气进行传递热量,提高扩散石英舟2下方的热量传递效果,减少扩散石英舟2上下传递热量的差距,提高热传递效率和均匀性。
因此,可以根据石英管1的大小和曲率、扩散的预设温度以及扩散石英舟2的形状等因素,选择较合适的弧形部212曲率,以使扩散石英舟2热传递更均匀,以达到提高扩散均匀度的目的。
可以理解的是,弧形部212和石英管1内壁弯曲方向一致。由于实施例一是通过扩散石英舟2底部和石英管1内壁的接触面作为主要传热通道,从扩散石英舟2底部自下至上传递热量,扩散源与接触面相对平行,扩散源受热更均匀。同时,传统结构的平底扩散舟通过两条边线和石英管1内壁接触用于支撑,为了保证扩散源3的平整,需要调整平底扩散舟的位置保持水平。然而结构对称设置的弧形扩散舟,在弧形部212和石英管1内壁最低点接触的状态下,弧底扩散舟在自重的作用下位于石英管1纵向中心位置,此时扩散舟的槽底保持水平,扩散源3平整铺在槽底。
在一种可实施方式中,舟体211的内部开设有容置腔体,容置腔体用于承载外延片5和扩散源3。
可以理解的是,如图5和图6所示,外延片5和扩散源3置于舟体211的容置腔体内,在扩散过程中,扩散源3受热分解后向外延片5扩散,扩散至外延片5的待扩散面。
在一种可实施方式中,如图5、图6、图9、图10和图11所示,容置腔体内设有凹槽组件213,凹槽组件213包括上下设置的舟槽2131和扩散槽2132,扩散槽2132用于承载扩散源3,扩散槽2132的顶部设有用于支撑外延片5的支撑台2133。
可以理解的是,扩散槽2132位于舟槽2131中间位置并竖直向下延伸,扩散槽2132完全位于舟槽2131的内侧,扩散槽2132顶部为沿舟槽2132周向并向内延伸的支撑台2133,用于支撑外延片5。
在一种可实施方式中,如图9和图10所示,扩散槽2132的槽底为平面,支撑台2133为平面,支撑台2133周向各位置至扩散槽2132的槽底之间距离相同。
可以理解的是,支撑台2133与扩散槽2132的槽底相对平行,以使扩散源3至外延片5的距离相同,扩散源3平铺在扩散槽2132的槽底,扩散时外延片5的待扩散面朝下倒扣在支撑台2133上,扩散源3经过高温分解后向上方的外延片5扩散,扩散源3分解后达到外延片5的距离一致,提高扩散的均匀性。
其中,如图1、图2和图5所示,舟体211的一端还可以设置把手214,扩散石英舟2放入石英管1内时,把手214朝向石英管1开口端的方向,便于从石英管1的开口端调节扩散石英舟2的位置。
如图14和图15所示的现有扩散石英舟2结构在舟内设置一个槽体,将扩散源5平铺在槽底,并在槽内放置支撑体4,一般为竖直的针体或者格子,然后将外延片5放置在支撑体4顶部。然而现有结构的外延片5的尺寸一般小于槽体的截面面积,搭载支撑体4上稳定性不好,容易移动,且位于外延片5边缘投影区域以外的扩散源达到外延片5的距离较远,存在扩散不均匀的问题。同时,由于支撑体4和外延片5接触位置,导致外延片5扩散不均匀。
本申请提供了一种扩散用石英舟,如图5、图9、图10和图11所示,扩散槽2132包括多个连通的圆柱形凹槽,多个圆柱形凹槽之间具有一定间隙,以图11为例的圆柱形凹槽为两个,圆柱形凹槽的数量可以为两个以两个以上,布置位置可以如图17为例沿弧形部轴线方向的连排式,可以为如图18为例横纵方向多排设置且以弧形部轴线为中心对称布置,尽可能使每个扩散槽2132受热均匀。
如图6所示,外延片5的形状趋近于圆形,与扩散槽2132的形状相匹配,一个圆柱形凹槽的支撑台2133上盖有一个外延片5,且外延片5完全位于支撑台2133的台阶内侧。两个相邻的外延片5之间具有间隙,便于外延片5的拿取,进一步的,外延片5上可设置有一个缺口,用于从缺口位置放置或取出外延片5。
在一种可实施方式中,如图1和图2所示,扩散用石英舟还包括:
舟盖22,舟体211顶部开口,舟盖22可拆卸地安装在舟体211的开口端,用以提高舟体211内部的密封性。
如图15和图16所示,传统的扩散石英舟2是通过一个板状盖板盖在舟体211的开口端,然而仅仅通过一个盖板和舟体211装配,密封效果不好。
在一种可实施方式中,如图7所示,舟盖22包括:
盖体221,可拆卸地安装在舟体211的顶部开口端,用以提高舟体211内部的密封性;
密封凸部222,设置在盖体221底部并向下延伸,用以插入容置腔体的内部,并与舟体211开口端内壁小间隙配合。
可以理解的是,本申请提供的一种舟盖22,通过上下设置的盖体221和密封凸部222装配在舟体211的开口端用于密封,盖体221的端面和舟体211开口端的端面相抵触且相对平行,密封凸部222插入舟槽2131内,密封凸部222的外壁和舟槽2131的内壁相抵触,能够提高舟盖22对舟体211的密封性,能够提高扩散工艺饱和扩散和扩散浓度,提高扩散石英舟2内分子浓度。
在上述可实施方式中,舟盖22还可以设置提手223便于拿取,提手223和密封凸部222分别位于盖体221的上下两个端面,进而提高安装和拆卸的便捷。
一种扩散用石英舟的扩散方法,应用于上述任意一项的扩散用石英舟,扩散方法包括如下步骤:
将加热炉加热到设定温度,将扩散源铺在扩散槽的槽底,将外延片待扩散面朝向扩散源置于扩散槽的顶部,将舟盖置于扩散石英舟2本体的开口端得到封闭的扩散石英舟;
将弧形底的封闭的扩散石英舟置于石英管的恒温区,密封石英管;
启动真空装置对石英管抽真空,然后向石英管内通入氮气和/或氢气,维持石英管内设定的压力;
待石英管内压力稳定后,将石英舟推到加热炉的恒温区进行扩散;
到达设定扩散时间后,将加热炉和石英管分离,对石英管进行冷却降温,待石英管达到室温后,打开炉门,退出扩散石英舟,取出外延片,完成扩散。
在一种可实施方式中的扩散方法,
加热炉的恒温区设定温度在400~530℃;
设定扩散时间为30~60min;
石英管通过风冷降温至室温。
本申请提供一种扩散方法,扩散源3选用磷化锌。具体实施时,将加热炉的恒温区设定加热温度在400~530℃,将扩散源3铺在扩散槽2132的槽底,将外延片5待扩散面朝向扩散源3置于支撑台2133上,将舟盖22置于扩散石英舟2本体21的开口端得到封闭的扩散石英舟2。将封闭的扩散石英舟2沿着石英管1推至恒温区后,关闭石英管1的管道门,并通过螺栓固定管道门对石英管1进行密封。如图3所示,石英管1远离管道门的一端穿设有输气管12,打开真空泵对石英管1内的气体进行抽取,当真空度达到(0Pa,3Pa]范围内注入氮气和/或氢气。将石英管1完全处于加热炉内进行扩散,一般扩散30~60min,达到设定扩散时间后,将加热炉和石英管1分离,同时风机对石英管1进行降温,石英管降至室温后,打开管道门取出扩散石英舟2,打开舟盖22取出扩散完成的外延片5。
以同时将多个外延片5放置在扩散石英舟2内为例,对在不同扩散温度和扩散时间的情况下,对多组外延片进行多个测试点的电化学CV测试。
实施例1:扩散温度400±2℃,扩散时间30min,扩散石英舟2采用弧形舟底,外延片A、外延片B均位于扩散石英舟2内进行扩散;
如表1所示为实施例1条件下外延片各测点的杂质浓度测试结果:
表1
实施例2:扩散温度450±2℃,扩散时间35min,扩散石英舟2采用弧形舟底,外延片C、外延片D和外延片E均位于扩散石英舟2内进行扩散;
如表2所示为实施例2条件下外延片各测点的杂质浓度测试结果:
表2
对比例1:扩散温度450±2℃,扩散时间35min,扩散石英舟2采用平底舟底,外延片F、外延片G和外延片H均位于扩散石英舟2内进行扩散。
如表3所示为对比例1条件下外延片各测点的杂质浓度测试结果:
表3
根据上述试验结果可知,实施例2相对于对比例1,扩散好的外延片上各测点之间的杂质浓度更小,且根据各测点数据的标准差体现数据的离散程度,可以看出实施例2中的外延片5各位置杂质浓度之间的差值更小,即实施例2中采用弧形舟底的方法,能够有效提高扩散的效率、浓度和均匀性。
本发明的扩散方法,通过扩散用石英舟2的弧形部212和石英管1内壁更加贴合,提高扩散用石英舟2受热的均匀性,减少扩散所需时间,提高扩散效率,通过舟盖22提高扩散空间的密封性,提高扩散的饱和度和浓度,减少扩散杂质浓度,提高扩散效果。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
鉴于上文的详细说明,可以对这些实施方案做出这些和其它改变,本书面描述包括最佳模式的实施例公开本发明。本发明取得的专利范围由权利要求书来定义,权利要求并不受本公开内容所限定,本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内,根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变,都处于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种扩散用石英舟,其特征在于,包括扩散舟本体(21);
所述扩散舟本体(21)包括舟体(211)和设置在所述舟体(211)底部的弧形部(212);
其中,所述弧形部(212)向与石英管(1)内壁接触面的方向凸起,用以减少所述舟体(211)底面与所述石英管(1)内壁之间的距离,并提高所述石英管(1)和所述舟体(211)之间的热传递效果;
其中,所述弧形部(212)的曲率等于/小于/大于所述石英管(1)内壁的曲率;
所述舟体(211)的内部开设有容置腔体,所述容置腔体用于承载外延片(5)和扩散源(3);
所述容置腔体内设有凹槽组件(213),所述凹槽组件(213)包括上下设置的舟槽(2131)和扩散槽(2132),所述扩散槽(2132)用于承载所述扩散源(3),所述扩散槽(2132)的顶部设有用于支撑所述外延片(5)的支撑台(2133);
所述扩散槽(2132)的槽底为平面,所述支撑台(2133)为平面,所述支撑台(2133)周向各位置至所述扩散槽(2132)的槽底之间距离相同。
2.根据权利要求1所述的扩散用石英舟,其特征在于,所述弧形部(212)向外凸出且表面光滑,所述弧形部(212)的轴线与所述石英管(1)的轴线相对平行。
3.根据权利要求2所述的扩散用石英舟,其特征在于,处于所述石英管(1)内的所述扩散舟本体(21)位于所述石英管(1)的纵向中心位置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的扩散用石英舟,其特征在于,所述扩散用石英舟还包括:
舟盖(22),所述舟体(211)顶部开口,所述舟盖(22)可拆卸地安装在所述舟体(211)的开口端,用以提高所述舟体(211)内部的密封性。
5.根据权利要求4所述的扩散用石英舟,其特征在于,所述舟盖(22)包括:
盖体(221),可拆卸地安装在所述舟体(211)的顶部开口端,用以提高所述舟体(211)内部的密封性;
密封凸部(222),设置在所述盖体(221)底部并向下延伸,用以插入所述容置腔体的内部,并与所述舟体(211)开口端内壁小间隙配合。
6.一种扩散用石英舟的扩散方法,其特征在于,应用于如权利要求1-5任意一项所述的扩散用石英舟,所述扩散方法包括如下步骤:
将加热炉加热到设定温度,将扩散源铺在扩散槽的槽底,将外延片待扩散面朝向扩散源置于扩散槽的顶部,将舟盖置于扩散舟本体的开口端得到封闭的扩散石英舟;
将弧形底的封闭的扩散石英舟置于石英管的恒温区,密封石英管;
启动真空装置对石英管抽真空,然后向石英管内通入氮气和/或氢气,维持石英管内设定的压力;
待石英管内压力稳定后,将石英舟推到加热炉的恒温区进行扩散;
到达设定扩散时间后,将加热炉和石英管分离,对石英管进行冷却降温,待石英管达到室温后,打开炉门,退出扩散石英舟,取出外延片,完成扩散。
7.根据权利要求6所述的扩散用石英舟的扩散方法,其特征在于,
所述加热炉的恒温区设定温度在400~530℃;
所述设定扩散时间为30~60min;
所述石英管通过风冷降温至室温。
CN202311035383.1A 2023-08-16 2023-08-16 一种扩散用石英舟及其扩散方法 Active CN117059536B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311035383.1A CN117059536B (zh) 2023-08-16 2023-08-16 一种扩散用石英舟及其扩散方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311035383.1A CN117059536B (zh) 2023-08-16 2023-08-16 一种扩散用石英舟及其扩散方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117059536A CN117059536A (zh) 2023-11-14
CN117059536B true CN117059536B (zh) 2024-03-01

Family

ID=88664020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311035383.1A Active CN117059536B (zh) 2023-08-16 2023-08-16 一种扩散用石英舟及其扩散方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117059536B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513352A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Hitachi Ltd 化合物半導体ウエハの処理方法および治具
CN103151248A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 武汉电信器件有限公司 一种光电探测器制作中锌的扩散装置及其扩散方法
CN108800930A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 中国科学院半导体研究所 可快速装卸料管式炉
CN109999872A (zh) * 2018-02-06 2019-07-12 中国科学院金属研究所 一种制备硼氮均相硼氮掺杂红色二氧化钛的方法
CN214797356U (zh) * 2021-04-14 2021-11-19 南昌大学 一种化学气相沉积用石英舟
CN216308625U (zh) * 2020-12-29 2022-04-15 吉林大学 一种管式炉的样品放置装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513352A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Hitachi Ltd 化合物半導体ウエハの処理方法および治具
CN103151248A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 武汉电信器件有限公司 一种光电探测器制作中锌的扩散装置及其扩散方法
CN109999872A (zh) * 2018-02-06 2019-07-12 中国科学院金属研究所 一种制备硼氮均相硼氮掺杂红色二氧化钛的方法
CN108800930A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 中国科学院半导体研究所 可快速装卸料管式炉
CN216308625U (zh) * 2020-12-29 2022-04-15 吉林大学 一种管式炉的样品放置装置
CN214797356U (zh) * 2021-04-14 2021-11-19 南昌大学 一种化学气相沉积用石英舟

Also Published As

Publication number Publication date
CN117059536A (zh) 2023-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN216563299U (zh) 便于锁止的液冷连接装置、电池包和电动汽车
US10119192B2 (en) EPI base ring
US9768043B2 (en) Quartz upper and lower domes
CN117059536B (zh) 一种扩散用石英舟及其扩散方法
CN106463450B (zh) 在epi腔室中的基板热控制
TW200817263A (en) Multiple slot load lock chamber and method of operation
CN210338768U (zh) 一种用于运输的锂电池存放箱
JP2019079799A (ja) 電池形成システムおよびそのプローブ支持構造
US20200251705A1 (en) Component for Measuring Pressure Change In Pouch-Type Battery, and Method for Measuring Pressure Change in Pouch-Type Battery by Using Same
KR20130020459A (ko) Cigs층 형성장치
US7524745B2 (en) Method and device for doping, diffusion and oxidation of silicon wafers under reduced pressure
CN115029774A (zh) 半导体工艺设备及其承载装置
CN114774888A (zh) Pecvd镀膜载板及镀膜设备
CN214012909U (zh) 反应炉
CN211700232U (zh) 承载装置及外延反应腔室
US11326274B2 (en) Single crystal growth crucible having a first housing and a second housing, and single crystal production device
CN221596401U (zh) 舟片、舟结构以及反应炉
KR101232597B1 (ko) 기판처리장치
CN111599664A (zh) 一种硅片承载装置以及非对称扩散掺杂方法
KR20120032194A (ko) 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치
KR20100113774A (ko) 기판처리장치
CN219871235U (zh) 一种真空吸附材料的测试装置
CN219626799U (zh) 一种电池箱箱体结构
CN215413093U (zh) 一种桨和炉门调整装置
CN214327968U (zh) 一种用于半导体外延生长的托盘及半导体加工设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant