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蚀刻终止层工艺—硼源

准备

 

源片

GS-245

应用

蚀刻停止

编号

9230

预沉积后表电阻率

 

源片大小

3" X .060"

预沉积后结点

xj=9μ
x(C=E20)=6μ

扩散管内径

101mm

制备

JER1993

新源片在测试或投入使用前必须经过清洗,并且必须经过适当的老化。请参阅产品关于老化程序的说明。在这个过程中,源片须在建议的沉积温度下老化至少16小时,但不超过24小时。

步骤

速率/时间

温度

气体

流量

插入

4"/Minute

800°C

N2 + 2% O2

3 lpm

稳定

5 Minutes

800°C

N2 + 2% O2

3 lpm

倾斜

10°C/Minute

1125°C

N2 + 2% O2

3 lpm

保持

8 Hours

1125°C

N2 + 2% O2

3 lpm

倾斜

10°C/Minute

850°C

N2 + 50% O2

3 lpm

拔出

4"/Minute

RT

N2 + 2% O2

3 lpm

注意:当硼源所处环境的温度超过600度时,源片之间应该放上硅片防止源片损坏,并且在两端应该分别放置硅片。

特殊说明

特殊说明 1
关于气体流率的建议,是基于各种不同的系统的经验得出的。有些客户发现,增加插入和撤离过程中的气体流率,将进一步减少从炉口回流水分的可能。如果只有一个终板覆盖炉口端盖,或者端盖是松的,这个工艺才会有用。
特殊说明 2
最开始,所需比例的氧气应该混合在载气中。氧气的目的有二:第一,防止硅表面损伤;第二,氧化玻璃膜和硅晶片之间沉积的硼硅相。只有在硅表面损伤可见的情况下,我们才建议增加氧气浓度。一旦达到预计方块电阻,氧气浓度可能需要进一步提高以实现高温沉积,来减少硼硅相的厚度。
应注意避免使用过多的氧气。过多的氧气不仅会将硼硅相转换为B2O3和SiO2,同时也会氧化硅的表面。薄薄的氧化层可能阻止硼沉积,造成硅的不均匀掺杂。
氧气浓度应该足够高以消除硅表面损伤,同时也应该足够低,避免造成硅掺杂的不均匀性。请记住,氧气不会影响到硼源片。
特殊说明3
植入空气湿度的不同会导致方块电阻率的变化。为了减少水分的影响,建议采取以下步骤:

  • 预淀积后,在干燥的氮气环境中冷却硅和源片。
  • 在不使用时,将源片存储于高温干燥的氮气环境中。

特殊说明4
在冷却过程中,沉积温度下使用高浓度氧气会使硼硅态氧化。它也最大限度地减少了伴随着相的形成中对硅的破坏。

扩散载体的设计

确保硼源片插槽宽松,插槽过紧可能导致源片的损坏。槽尺寸和载体制造尺寸相关数据参见产品公告的载体设计相关内容。硼源片和磷源片尺寸相同,两种源片的载体允许使用相同设计。

清洗

清洗硼源片通常是不必要的。如果您想清洗,下面是推荐程序:

  • 在80°C的NH4 OH/H202/H20(1/1/5)中浸泡8分钟或者室温下在兆声清洗系统中浸泡8分钟
  • 离子化水(DI)中清洗2分钟
  • 90°C下干燥10分钟

硼源片任何时候都不能接触HF或者HCI。

B-Si系相的氧化

氧化沉积硼玻璃和硅中间形成的B-Si系相有很多种方法。下面列出的是三种常用方法。您可以选择最适合您的方法。

  • 高温氧化过程,包括在预淀积温度下从氮变化为100%氧气。尽管该技术可以迅速消除硼硅薄膜,但是该法氧化率非常高,以至于它可能将沉积的硅转换为二氧化硅,这可能会引起硅从硅片上脱离以及硅掺杂的非均匀性。
  • 在一段或全部冷却过程中,在沉积温度下使用高浓度氧气。这个方法被证实在高温过程下效果非常显著。该法不仅会氧化硼硅态相,也会最大限度地减少相的形成过程中对硅的破坏。
  • 对硅晶片去釉,然后把它们于800 - 900°C蒸汽中放在扩散炉中20到30分钟。这种方法相对于上述第二种方法通常被作为首选,因为该法通常能产生更均匀的方块电阻。这个过程通常被称为低温氧化(LTO)过程。

请记住,硼源片对氧气不敏感。因此,您可以根据需求任意制定你的载气中氧气浓度,以达到最佳效果。

老化

在第一次生产使用之前,硼源片需要有一个初始化或者老化过程。这将确保所有水分蒸发,它使源片实现恒定速率的硼转化。老化在预沉积温度,25 - 50%氧气的氮气环境中进行。高温过程持续几小时,低温过程也会持续24小时之长。关于推荐的老化时间参见第一页。
请记住,硼源片对氧气不敏感。您可以根据需求任意制定你的载气中氧气浓度,以达到最佳效果。
注意:当硼源片所处的温度超过600度时,应该在每两个源片之间放置硅片,且舟的最两端应该放置硅片。

储存

应遵循正确的存储程序,避免磷源片暴露于水分中。正确的储存有助于加强源片的扩散均匀性和寿命,并改善您的设备的电气性能。
对于专用扩散管,我们建议硼源片存储在600°C左右的炉内热区中。保持足够的干燥氮气流过管道,以使回流无法接近源片。如果扩散炉还要用作它用,或不太方便储存硼源片,硼源片应存放在高于200°C的烤箱内。必须不断地往烤箱中充入足够的氮气以阻止室内空气进入烤箱内。
如果源片暴露在空气中或不小心在空气中滞留了相当长的时间,可能会因其吸收的水分影响随后的工艺。但是这也是很容易地修复。只要将源片插入扩散管并在插入温度下保持约15分钟即可。当他们从管中退出时,船也已经准备好了要加工的硅片。