分享一种实现N+单面扩散的结构及其方法与流程

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2020-09-16 23:59 出处:网络
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本发明涉及一种实现N+单面扩散的结构。

本发明还涉及一种实现N+单面扩散的方法。应用于半导体芯片制造及晶圆加工领域,特别应用于二极管、三极管芯片制程。



背景技术:

现有技术中,N+单面扩散方法:N型硅单晶片;磷预扩散扩入N+杂质;磷再扩散将N+杂质推深;通过磨片或腐蚀去除单面无效N+层;获得带N+扩散层的N形硅片(1片)。通过磨片或腐蚀去除无效的N+层,只利用到硅单晶片一面的N+层,硅片利用率低下。

因此,需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种实现N+单面扩散的结构。

本发明还要解决的技术问题是提供一种大幅提升硅单晶片材料的利用率,高效节能的N+单面扩散的方法。

为解决上述技术问题,本发明的一种实现N+单面扩散的结构,它包扩两片直径相同的硅单晶片和SIO2乳胶,所述硅单晶片的一侧设有N+扩散层,所述硅单晶片的另一侧设有N-保留原始单晶层,两片相同直径的硅单晶片通过SIO2乳胶粘接。

本发明的一种实现N+单面扩散的方法,包括以下步骤:两片相同直径的硅单晶片通过SIO2乳胶粘接,用于粘接的SIO2乳胶均匀的涂抹于硅单晶片边沿3-6mm圆环区域内,将已粘接完成的各硅单晶片平放叠加装石英舟;将石英舟进行氧化处理加固使两片直径相同的硅单晶片的其中一面紧密粘接在一起,再将硅单晶片装片,进行磷预扩扩散,通过磷预扩在N型硅单晶片的正、背面扩散入一层N+杂质;然后将硅单晶片装片,进行磷再扩扩散,通过磷再扩将已扩散入硅单晶片的N+杂质通过高温进一步扩散,最后将磷再扩完成的硅单晶片用氢氟酸溶液进行浸泡,直到硅单晶片全部分开,用去离子水冲洗后烘干。

进一步的所述硅单晶片的直径为4英寸、5英寸、6英寸或8英寸。

进一步的,所述硅单晶片为N型,其片厚为200-500μm,所述N+扩散层其单面扩散结深为100-450μm,所述N-保留原始单晶层其厚度为50-250μm。

本发明的有益效果:通过本发方法免去了芯片制程中去除单面无效N+扩散层的全部过程,同时,由于实现了单面N+扩散,大幅提升硅单晶片在二极管及三极管芯片制程中的利用率,从而大幅降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明SIO2乳胶涂抹于硅单晶片的区域示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。

如图1和2所示,本发明的实现N+单面扩散的结构,它包扩两片直径相同的硅单晶片1和SIO2乳胶2,硅单晶片1的一侧设有N+扩散层4,硅单晶片1的另一侧设有N-保留原始单晶层3,两片相同直径的硅单晶片1通过SIO2乳胶2粘接。

硅单晶片1的直径为4英寸、5英寸、6英寸或8英寸。

本发明的一种实现N+单面扩散的方法,选取硅单晶片1:片厚为:200-500μm ,电阻率为:5-95Ω·cm,其正、反两面表面均为抛光面。

(1)粘接:硅单晶片通过SPM清洗后,取一片硅单晶片1平放于洁净操作台上,将适量SIO2乳胶2均匀的涂抹于硅单晶片边沿3-6mm圆环区域内(如图2所示圆环区域内),取另一片硅单晶片1直接叠放在其之上,适当调整硅单片的位置使两片硅单晶片粘接面完全重合,压实,重复以上步骤完成其它硅单晶片1的粘接,将已粘接完成的各硅单晶片1平放叠加装舟。

(2)氧化:将石英舟推入氧化炉进行氧化,温度1130±5℃,恒温时间=1±0.2小时,其中湿氧时间50分钟+10分钟。

(3)磷预扩:将硅单晶片1装片,并推进磷预扩扩散炉,进行磷预扩扩散,温度=1180±10℃,时间=2±0.5,通过磷预扩在N型硅单晶片1的正、背面扩散入一层N+杂质。

(4)磷再扩:将硅单晶片1装片并推进磷再扩扩散炉,进行磷再扩扩散,温度=1275±10℃,时间=19±2小时,通过磷再扩将已扩散入硅单晶片1的N+杂质通过高温进一步扩散,使N+扩散层4其单面扩散结深为100-450μm,同时,N-保留原始单晶层3其厚度为50-250μm。

(5)分片:将磷再扩完成的硅单晶片用氢氟酸熔液进行浸泡,氢氟酸溶液为BOE或HF:H2O=1:1,浸泡直到硅单晶片全部分开,用DI水冲洗后烘干,完成用于二极管及三极管芯片制程中N+扩散的方法。

本发明将两片相同直径的硅单晶片1通过SIO2乳胶2将两片进行粘接,图2所示,用于粘接的SIO2乳胶2均匀的涂抹于硅单晶片边沿d=3-6mm圆环区域内,通过高温氧化处理后加固使两片直径相同的硅单晶片1的其中一面紧密粘接在一起,通过扩散进行N+掺杂形成N+扩散层,由于两片硅单晶片1的粘接面紧密粘接在一起有效阻止了该面进行N+扩散,故该面无法形成N+扩散层,从而实现N+单面扩散。

该方法免去了二极管或三极管芯片制程中去除单面无效N+扩散层4的全部过程,由于实现了单面N+扩散,大幅提升硅单晶片1在芯片制程中的利用率,从而大幅降低生产成本。


技术特征:

1.一种实现N+单面扩散的结构,其特征在于:它包扩两片直径相同的硅单晶片(1)和SIO2乳胶(2),所述硅单晶片(1)的一侧设有N+扩散层(4),所述硅单晶片(1)的另一侧设有N-保留原始单晶层(3),两片相同直径的硅单晶片(1)通过SIO2乳胶(2)粘接。

2.根据权利要求1所述的一种实现N+单面扩散的方法,其特征在于,包括以下步骤:两片相同直径的硅单晶片(1)通过SIO2乳胶(2)粘接,用于粘接的SIO2乳胶(2)均匀的涂抹于硅单晶片(1)边沿3-6mm圆环区域内,将已粘接完成的各硅单晶片(1)平放叠加装石英舟;将石英舟进行氧化处理加固使两片直径相同的硅单晶片(1)的其中一面紧密粘接在一起,再将硅单晶片(1)装片,进行磷预扩扩散,通过磷预扩在N型硅单晶片(1)的正、背面扩散入一层N+杂质;然后将硅单晶片(1)装片,进行磷再扩扩散,通过磷再扩将已扩散入硅单晶片(1)的N+杂质通过高温进一步扩散,最后将磷再扩完成的硅单晶片用氢氟酸溶液进行浸泡,直到硅单晶片全部分开,用去离子水冲洗后烘干。

3.根据权利要求2所述的一种实现N+单面扩散的方法,其特征在于:所述硅单晶片(1)的直径为4英寸、5英寸、6英寸或8英寸。

4.根据权利要求2所述的一种实现N+单面扩散的方法,其特征在于:所述硅单晶片(1)为N型,其片厚为200-500μm,所述N+扩散层(4)其单面扩散结深为100-450μm,所述N-保留原始单晶层(3)其厚度为50-250μm。

技术总结
本发明公开了一种实现N+单面扩散的结构,它包扩两片直径相同的硅单晶片和SIO2乳胶,硅单晶片的一侧设有N+扩散层,硅单晶片的另一侧设有N‑保留原始单晶层,两片相同直径的硅单晶片通过SIO2乳胶粘接。本发明还公开了一种实现N+单面扩散的方法,两片相同直径的硅单晶片通过SIO2乳胶将两片进行粘接,通过高温氧化处理后加固使两片直径相同的硅单晶片的其中一面紧密粘接在一起,通过扩散进行N+掺杂形成N+扩散层,由于两片硅单晶片的粘接面紧密粘接在一起,有效阻止了该面进行N+扩散,故该面无法形成N+扩散层,从而实现N+单面扩散,本发明的优点是通过本发方法免去了芯片制程中去除单面无效N+扩散层的全部过程,同时,由于实现了单面N+扩散,大幅提升硅单晶片在芯片制程中的利用率,从而大幅降低生产成本。

技术研发人员:潘建英;沈怡东;王成森;沈广宇
受保护的技术使用者:捷捷半导体有限公司
文档号码:201710543091
技术研发日:2017.07.05
技术公布日:2017.10.10

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