專利名稱：擴(kuò)散工藝中用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種擴(kuò)散工藝中用于涂 覆擴(kuò)散源的裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，擴(kuò)散工藝是將某種類型的雜質(zhì)熱擴(kuò)散或離子 注入的方式注入到特定類型的半導(dǎo)體襯第或介質(zhì)層中，用于實(shí)現(xiàn)希望的 載流子導(dǎo)電方式。在大功率半導(dǎo)體器件的制造中，需要大量用到擴(kuò)散工 藝，向襯底中注入大劑量的雜質(zhì)離子。在高溫條件下，利用掩膜的掩蔽作用，讓有用的雜質(zhì)通過(guò)光刻開出的窗口進(jìn)入硅片中，形成p—n結(jié)。 例如在N型材料上進(jìn)行硼擴(kuò)散，形成P型區(qū)，或在P型材料上進(jìn)行磷 擴(kuò)散，形成N型區(qū)。擴(kuò)散的方法有很多，如固一固擴(kuò)散、液態(tài)源擴(kuò)散。 擴(kuò)散過(guò)程分兩步進(jìn)行，即預(yù)擴(kuò)散和主擴(kuò)散，兩步擴(kuò)散才能獲得合適的表 面濃度和結(jié)深。隨著大功率半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的進(jìn)步，廣泛應(yīng)用于電力傳輸與控 制領(lǐng)域的電力晶閘管，其阻斷電壓越來(lái)越高，晶片的尺寸也朝向直徑更 大的方向發(fā)展。作為雜質(zhì)擴(kuò)散源需要滿足擴(kuò)散均勻性和重復(fù)性好、成品 率和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)?，F(xiàn)有在硅片表面涂覆擴(kuò)散源的方式主要采用浸 涂或滴涂的方式，浸涂是將待擴(kuò)散的硅片浸入液體擴(kuò)散源中，但是這種 方式在取出硅片對(duì)硅片進(jìn)行烘干時(shí)，擴(kuò)散源會(huì)因重力的原因在硅片表面 的涂層不均勻。滴涂是以在硅片表面以滴落的方式將液態(tài)擴(kuò)散源滴在硅 片表面，圖l為滴涂方式的簡(jiǎn)化示意圖，如圖1所示，利用滴管12將液態(tài) 擴(kuò)散源14滴在硅片IO的表面。通過(guò)晶片的旋轉(zhuǎn)將液態(tài)擴(kuò)散源旋涂均勻。 但是由于擴(kuò)散源是滴在晶片中央然后向四周甩開，在晶片直徑較大的情 況下是不易涂覆均勻的。上述浸涂或滴涂的方式均極易出現(xiàn)如圖2所示的 情形，圖2中，晶片20表面按浸涂或滴涂的方式涂覆在晶片表面的擴(kuò)散源涂層23是不均勻的。在后續(xù)擴(kuò)散工藝過(guò)程中會(huì)造成掩膜圖形定義的擴(kuò)散區(qū)域雜質(zhì)擴(kuò)散濃度不均勻，影響器件性能。 .發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種擴(kuò)散工藝中用于涂覆擴(kuò)散源的裝置，能 夠在晶片表面形成均勻的擴(kuò)散源涂層。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種用于涂覆擴(kuò)散源的裝置包括至少一 個(gè)容納液態(tài)擴(kuò)散源的容器，至少一第一管路和至少一第二管路，所述第 一管路的一端位于所述液態(tài)擴(kuò)散源的液面以下，另一端為噴口；所述第 二管路的一端通入壓縮氣體，另一端為噴嘴；所述噴口與噴嘴的位置貼 近，以使從所述噴嘴高速流出的壓縮氣體能夠在所述噴口處形成負(fù)壓， 將所述容器內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源吸出并噴成霧狀涂覆于硅片表面。所述液態(tài)擴(kuò)散源為液態(tài)的硼或磷。所述壓縮氣體為高速流動(dòng)的氣體。所述壓縮氣體為氮?dú)狻鍤饣蚱渌栊詺怏w。所述硅片為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。所述噴口的內(nèi)徑小于所述第一管路的內(nèi)徑。所述噴嘴的內(nèi)徑小于所述第二管路的內(nèi)徑。另一方面提供了一種用于涂覆擴(kuò)散源的裝置，其特征在于包括至 少一個(gè)容器，至少一第一管路和至少一第二管路，所述第一管路的一端 伸入所述容器中，另一端為噴口；所述第二管路的一端用于通入氣體， 另一端為噴嘴；所述噴口與噴嘴的位置緊貼。所述容器中為液態(tài)擴(kuò)散源。所述氣體為高速流動(dòng)的壓縮氣體。所述噴口的內(nèi)徑小于所述第 一管路的內(nèi)徑。所述噴嘴的內(nèi)徑小于所述第二管路的內(nèi)徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的擴(kuò)散工藝中用于涂覆擴(kuò)散源的裝置利用壓縮氣體將液態(tài)的 擴(kuò)散源變?yōu)闅鈶B(tài)的擴(kuò)散源，并將硅片旋轉(zhuǎn)，氣態(tài)的擴(kuò)散源噴灑在旋轉(zhuǎn)的 晶片表面，能夠使形成的擴(kuò)散源涂層更加均勻。的擴(kuò)散源涂覆的量可以 通過(guò)噴射時(shí)間來(lái)精確控制，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，且在噴射后無(wú)需 干燥即可進(jìn)行擴(kuò)散，大大提高了生產(chǎn)效率。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上 述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記 指示相同的部分。圖1為現(xiàn)有滴涂方式的簡(jiǎn)化示意圖；圖2為說(shuō)明現(xiàn)有浸涂或滴涂方式缺陷的剖面示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖；圖6為說(shuō)明利用本發(fā)明的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置得到的涂層的剖面 示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合 附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公 開的具體實(shí)施的限制。圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置包括容器 120,在容器120中放置液態(tài)擴(kuò)散源110，液態(tài)擴(kuò)散源110可以是液態(tài)的 硼或磷。管路130的一端伸入液態(tài)擴(kuò)散源110的液面以下，管路130的 另一端為細(xì)嘴狀噴口 131。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的 裝置還具有另一管路140，在管路140中通入高速流動(dòng)的壓縮氣體150， 所述壓縮氣體150可為氮?dú)?、氬氣或其它惰性氣體。管路140具有細(xì)嘴 狀噴口 141，所述噴口 141與上述管i 各130的噴口 131的位置緊貼，以 使從噴口 141高速流出的壓縮氣體能夠在噴口 131處形成負(fù)壓，從而產(chǎn) 生虹吸現(xiàn)象，所形成的負(fù)壓將容器120內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源IIO吸出，當(dāng)液 態(tài)擴(kuò)散源110從噴口 131流出時(shí)，噴口 141噴出的高速氣體150將液態(tài) 擴(kuò)散源噴成霧狀，形成錐形的霧狀液態(tài)源160，與此同時(shí)晶片100以一 均勻速度旋轉(zhuǎn)，因此霧狀液態(tài)源160能夠均勻地噴涂在旋轉(zhuǎn)的晶片100 表面，形成厚度均勻的涂層。圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖。 如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置包括容器 120,在容器120中》文置液態(tài)擴(kuò)散源110,液態(tài)擴(kuò)散源IIO可以是液態(tài)的 硼或磷。管路130的一端伸入液態(tài)擴(kuò)散源110的液面以下，另一端為細(xì) 嘴狀噴口 131。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置還包括 第二個(gè)容器220,其中放置與容器120中同種類型的液態(tài)擴(kuò)散源210。 還包括另一管路230,其一端伸入液態(tài)擴(kuò)散源210的液面以下，另一端 亦為細(xì)嘴狀噴口 231。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置 亦具有管路140，在管路140中通入高速流動(dòng)的壓縮氣體150,所述壓 縮氣體150可為氮?dú)?、氬氣或其它惰性氣體。管路140具有細(xì)嘴狀噴口 141,所述噴口 141與上述管路130的噴口 131和管路230的噴口 231 的位置靠得非常近，緊貼在一起，使得從噴口 141高速流出的壓縮氣體 能夠在噴口 131和231處形成負(fù)壓，從而產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。所形成的負(fù)壓 同時(shí)將容器120和210內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源110和210吸出，當(dāng)液態(tài)擴(kuò)散源110和210從噴口 131和231流出時(shí)，噴口 141噴出的高速氣體150將 液態(tài)擴(kuò)散源噴成霧狀，形成錐形的霧狀液態(tài)源160，與此同時(shí)晶片100 以一均勻速度旋轉(zhuǎn)，因此霧狀液態(tài)源160能夠均勻地噴涂在旋轉(zhuǎn)的晶片 IOO表面，形成厚度均勻的涂層。本實(shí)施例能夠同時(shí)噴出更多的霧狀擴(kuò) 散源，從而提高了生產(chǎn)效率，適合于涂覆量要求比較大的情形。
圖5為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置的示意圖。 如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置包括容器 120，在容器120中》丈置液態(tài)擴(kuò)散源110,液態(tài)擴(kuò)散源IIO可以是液態(tài)的 硼或磷。管路130的一端伸入液態(tài)擴(kuò)散源110的液面以下，另一端為細(xì) 嘴狀噴口 131。根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置也同樣 包括第二個(gè)容器220，其中放置與容器120中同種類型的液態(tài)擴(kuò)散源 210。本裝置還包括另一管路230，其一端伸入液態(tài)擴(kuò)散源210的液面以 下，另一端亦為細(xì)嘴狀噴口 231。根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò) 散源的裝置亦具有管路140,在管路140中通入高速流動(dòng)的壓縮氣體 150，所述壓縮氣體150可為氮?dú)?、氬氣或其它惰性氣體。此外，根據(jù) 本發(fā)明第三實(shí)施例的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置還包括管路240，在管路240 中亦具有高速流動(dòng)的壓縮氣體250,所述壓縮氣體250可為氮?dú)?、氬?或其它惰性氣體。管路140具有細(xì)嘴狀噴口 141,所述噴口 141與上述 管路130的噴口 131位置緊貼；管路240具有細(xì)嘴狀噴口 241,該噴口 241與管路230的噴口 231位置緊貼。這樣的位置關(guān)系使得從噴口 141 高速流出的壓縮氣體能夠在噴口 131處形成負(fù)壓，從噴口 241高速流出 的壓縮氣體能夠在噴口 231處形成負(fù)壓，從而產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。即所形成 的負(fù)壓同時(shí)將容器120和210內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源110和210吸出，當(dāng)液態(tài) 擴(kuò)散源110和210/人噴口 131和231流出時(shí)，噴口 141和241噴出的高 速氣體150將液態(tài)擴(kuò)散源噴成霧狀，形成錐形的霧狀液態(tài)源160和260, 與此同時(shí)晶片IOO以一均勻速度旋轉(zhuǎn)，因此霧狀液態(tài)源160和260能夠 均勻地噴涂在旋轉(zhuǎn)的晶片100表面，形成厚度均勻的涂層。本實(shí)施例能夠同時(shí)噴出更多且面積更大的霧狀擴(kuò)散源，適合于直徑較大的半導(dǎo)體晶 片的擴(kuò)散源涂覆，而且增加了涂覆量，提高了生產(chǎn)效.率，圖6為說(shuō)明利用本發(fā)明的用于涂覆擴(kuò)散源的裝置得到的涂層的剖面示意圖。如圖6所示，在襯底200表面，利用掩膜圖形定義欲進(jìn)行雜質(zhì) 擴(kuò)散的區(qū)域，由于擴(kuò)散源為霧狀液態(tài)源，因此能夠在旋轉(zhuǎn)的襯底200表 面形成均勻的涂層230。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。 任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都 可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的 變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā) 明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn) 單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于涂覆擴(kuò)散源的裝置，其特征在于包括至少一個(gè)容納液態(tài)擴(kuò)散源的容器，至少一第一管路和至少一第二管路，所述第一管路的一端位于所述液態(tài)擴(kuò)散源的液面以下，另一端為噴口；所述第二管路的一端通入壓縮氣體，另一端為噴嘴；所述噴口與噴嘴的位置貼近，以使從所述噴嘴高速流出的壓縮氣體能夠在所述噴口處形成負(fù)壓，將所述容器內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源吸出并噴成霧狀涂覆于硅片表面。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述液態(tài)擴(kuò)散源為液 態(tài)的硼或磷。
3、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述壓縮氣體為高速 流動(dòng)的氣體。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述壓縮氣體為氮?dú)狻?氬氣或其它惰性氣體。
5、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述硅片為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
6、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述噴口的內(nèi)徑小于 所述第一管^^的內(nèi)徑。
7、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述噴嘴的內(nèi)徑小于 所述第二管路的內(nèi)徑。
8、 一種用于涂覆擴(kuò)散源的裝置，其特征在于包括至少一個(gè)容器， 至少一第 一管路和至少一第二管路，所述第 一管路的一端伸入所述容器 中，另一端為噴口；所述第二管路的一端用于通入氣體，另一端為噴嘴； 所述噴口與噴嘴的位置緊貼。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述容器中為液態(tài)擴(kuò) 散源。
10、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述氣體為高速流動(dòng) 的壓縮氣體。
11、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述噴口的內(nèi)徑小于所述第一管路的內(nèi)徑。
12、如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述噴嘴的內(nèi)徑小于所述第二管路的內(nèi)徑。
全文摘要
公開了一種用于涂覆擴(kuò)散源的裝置，包括至少一個(gè)容器，所述容器中具有液態(tài)擴(kuò)散源，所述裝置還至少包括一第一管路和至少一第二管路，所述第一管路的一端伸入所述液態(tài)擴(kuò)散源的液面以下，另一端為細(xì)嘴狀噴口；所述第二管路的一端通入高速流動(dòng)的壓縮氣體，另一端為細(xì)狀噴嘴；所述噴口與噴嘴的位置緊貼，以使從所述噴嘴高速流出的壓縮氣體能夠在所述噴口處形成負(fù)壓，將所述容器內(nèi)的液態(tài)擴(kuò)散源110吸出噴成霧狀涂覆于硅片表面。本發(fā)明能夠在晶片表面形成均勻的擴(kuò)散源涂層。
文檔編號(hào)H01L21/228GK101275283SQ20081000005
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者劉國(guó)友, 潘昭海, 王大江, 鄒冰艷, 黃建偉 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司