[发明专利]一种浅PN结扩散技术

权利要求书

1.一种浅PN结扩散方法,其特征在于,所述的浅PN结扩散方法结合常规设备和工艺，采用先制备一层薄二氧化硅阻挡层，再进行硼、磷的扩散以形成浅PN结;

所述的浅PN结扩散方法具体如下:

(a)、设计得到浅结结深的二氧化硅阻挡层厚度x_min,，式中D_SiO2为扩散杂质在二氧化硅中扩散系数、t为在扩散温度下热扩散时间，在后续的形成浅结的热扩散时间为t+△t,即式中的扩散时间t加上保证浅结结深所需的扩散时间△t,△t≈t(x_pn/x_min)(D_SiO2/D_Si),式中x_pn为浅PN结结深、D_SiO2为在扩散温度下扩散杂质在二氧化硅中扩散系数、D_Si为在扩散温度下扩散杂质在硅中扩散系数;

(b)、要形成浅结的硅片上生成符合(a)所要求的一层厚度为x_min的二氧化硅层后和固态扩散杂质源，Si片和BN片相间放在石英舟上，放入石英管炉口通N₂预烘30分，后推入扩散炉恒温区，恒温时以垂直流方式通 N₂：O₂=8.8：1.8气氛，在石英管进气端加上石英散流板避免气流喷射，能均匀地进入扩散区，例行地在石英舟两头放1-2片假片,气流流量参照Re＝（D－μρ）/w≤15估算，式中：Re为雷诺系数；D为石英管直径；μ为气体流平均流速；ρ为气体密度；w为气体粘滞系数。

2.根据权利要求1所述的浅PN结扩散方法, 其特征在于,扩散系统设备中扩散炉的三区控温精度为±0.5℃。

3.根据权利要求1所述的浅PN结扩散方法, 其特征在于, 所述的浅PN结扩散方法用硅片在氧化炉中通入含高纯氧气的气体在高温中使硅片表面氧化的工艺，在需生成浅结的晶片上生成一层二氧化硅层厚度为x_min，杂质扩散采用气--固扩散;片状源采用市售光谱纯氮化硼，在石英舟中相间装片放入石英管炉口通N₂预烘30分，炉温调节在350 ℃;预烘后用3分钟慢慢推进炉中恒温区，垂直流方式通 N₂然后以5℃/分速率升温达到所需恒温温度恒温t+△t，然后以5℃/分速率降温到350 ℃，再用3分钟推出石英舟;把硅片放在10：1的HF溶液漂洗即可完成浅结扩散：除表面杂质浓度外，结深≤100nm，相对偏差＜5％；同炉片间的相对偏差＜5％，不同批间之间相对偏差＜10％。