專利名稱：一種半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，特別涉及一種由荷電束流引發(fā)的半導(dǎo)體摻雜技術(shù)。
現(xiàn)有由荷電束流引發(fā)的半導(dǎo)體摻雜技術(shù)，如熱陰極電子束摻雜技術(shù)(“半導(dǎo)體學(xué)報(bào)”第5卷第1期1984年1月 p.103-107)，它已成為一項(xiàng)形成高雜質(zhì)陡度、淺P-n結(jié)的有效摻雜工藝。然而，熱陰極電子束摻雜技術(shù)須在高真空與高電壓條件下進(jìn)行，需有進(jìn)行熱發(fā)射的電子槍作陰極，還需有控制電子束偏轉(zhuǎn)的掃描裝置，所使用的工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、成本昂貴，而在摻雜濃度與深度的均勻控制等方面，它卻仍然存在一些不足之處。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明利用在稀薄氣體的電場(chǎng)中因輝光放電產(chǎn)生的荷電束流引發(fā)半導(dǎo)體摻雜，即在不足一個(gè)大氣壓的稀薄氣體中設(shè)置兩個(gè)電極，將表面附著雜質(zhì)源的半導(dǎo)體置于其中的一個(gè)電極上，當(dāng)在兩個(gè)電極間施加電壓直至出現(xiàn)輝光放電時(shí)，就有荷電束流在兩極之間流過(guò)，從而借助這樣的荷電束流引發(fā)半導(dǎo)體表面附著的雜質(zhì)摻入體內(nèi)。通過(guò)調(diào)節(jié)兩極間的電壓、電流與時(shí)間可以控制摻入雜質(zhì)的濃度與深度。這樣的半導(dǎo)體摻雜技術(shù)無(wú)須在高真空的條件下進(jìn)行，施加的電壓也不太高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉，而且在較大面積摻雜范圍內(nèi)能夠獲得濃度與深度均勻的積極效果。
附圖為本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例所用摻雜裝置的示意圖。該實(shí)施例的裝置由石英罩(2)與基座(1)組成一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)5×10-3乇以上真空度的輝光放電摻雜腔(3)，腔內(nèi)設(shè)置兩塊金屬電極板(4，7)，它們與通向腔外的兩根金屬接線柱(5，6)分別相連，摻雜腔還設(shè)有抽氣與充氣的管道(8與9)，并有各自的控制閥門(10與11)。該實(shí)施例是在P型硅晶片(12)上進(jìn)行摻磷實(shí)驗(yàn)。先按常規(guī)方法將P型硅晶片進(jìn)行清潔處理，然后在要求摻雜的硅晶片表面涂敷一層摻磷的二氧化硅乳膠雜質(zhì)源(13)，經(jīng)烘干后使涂膠表面朝向陰極(4)將硅晶片固定在摻雜腔內(nèi)的陽(yáng)極(7)上。接著使石英罩緊壓在基座上抽氣，達(dá)(5～1)×10-3后同時(shí)通過(guò)充氣管道充入氦氣達(dá)2×10-1至1×10-2乇，隨后在正負(fù)兩極間施加直流電壓直至腔內(nèi)出現(xiàn)輝光放電。調(diào)節(jié)輝光放電的電壓、電流與時(shí)間便可以方便地調(diào)節(jié)雜質(zhì)磷摻入硅內(nèi)的濃度與深度。它能在表面雜質(zhì)濃度達(dá)到1020(立方厘米)-3以上的情況下實(shí)現(xiàn)P-n結(jié)深度在0.1～0.5微米范圍內(nèi)的有效控制，摻雜層的損傷很小，而且整片摻雜濃度與深度的均勻性亦具有優(yōu)良效果。


附圖為本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的摻雜裝置示意圖。其中1為基座，2為石英罩，3為摻雜腔，4和7為金屬電極，5和6為金屬接線柱，8和9為抽氣與充氣管道，10和11為閥門，12為硅晶片，13為摻雜質(zhì)乳膠層。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，在不足一個(gè)大氣壓的稀薄氣體中設(shè)置兩個(gè)電極，將表面附著雜質(zhì)源的半導(dǎo)體置于其中的一個(gè)電極上，在兩個(gè)電極之間施加電壓使之產(chǎn)生輝光放電，通過(guò)調(diào)節(jié)輝光放電的電壓、電流與時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)摻入半導(dǎo)體內(nèi)雜質(zhì)濃度與深度的控制。
2.按照權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，所述不足一個(gè)大氣壓的稀薄氣體是氣體壓力在2×10-1乇至1×10-2乇之間的氦氣。
3.按照權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，所述在兩個(gè)電極之間施加電壓是施加直流電壓。
4.按照權(quán)利要求1與3所述半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，所述將表面附著雜質(zhì)源的半導(dǎo)體置于其中的一個(gè)電極上是置于其中的陽(yáng)極上。
5.按照權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，所述表面附著雜質(zhì)源的半導(dǎo)體是在表面涂敷摻雜乳膠層的半導(dǎo)體。
6.按照權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體的摻雜技術(shù)，其特征在于，所述半導(dǎo)體就是硅單晶。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種借助在稀薄氣體的兩個(gè)電極間施加電壓產(chǎn)生輝光放電引發(fā)半導(dǎo)體摻雜的技術(shù)。它能在實(shí)現(xiàn)高摻雜濃度的同時(shí)獲得對(duì)淺摻入層的有效控制，并且具有摻雜均勻、損傷小等效果。該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。
文檔編號(hào)H01L21/225GK1056017SQ9010235
公開(kāi)日1991年11月6日 申請(qǐng)日期1990年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月25日
發(fā)明者李秀瓊, 王培大, 馬祥彬, 孫惠玲, 王純 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子中心, 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所