一种将中子嬗变掺杂横向磁场直拉硅用于大功率半导体器件的新工艺

摘要

一种将中子嬗变掺杂横向磁场直拉硅用于大功率半导体器件的新工艺。将原始硅棒的头、尾各切成厚度为2mm的硅片，使用红外光谱仪检测硅片的氧碳含量及电阻率作为原始辐照参数，用核反应堆对原始硅棒进行中子辐照后，在硅棒上下表面各切成厚度为2mm的硅片，加温至800℃退火，然后检测硅片的氧碳含量和目标电阻率，按大功率器件使用要求，将辐照后的硅棒切成要求规格硅片，进行分档，然后投入半导体器件工艺；在用第一道抄沙工艺进行抄沙后，依照硅片加工工艺，进行Al和Ga的预沉积处理。制作半导体大功率晶闸管工艺流程步骤如下：清洗抄沙→Al、Ga的预沉积处理→主扩→刻磷→磷扩→氧化→刻硼→硼扩散→刻蚀→蒸铝→检测→电子辐照→管芯成品。

主权项

一种将中子嬗变掺杂横向磁场直拉硅用于大功率半导体器件的新工艺，其特征是：将原始硅棒HMCZSi的头、尾各切成厚度为2mm的硅片，使用红外光谱仪检测硅片的氧碳含量及电阻率作为原始辐照参数，然后使用核反应堆对原始硅棒HMCZSi进行中子辐照，中子将原始硅棒HMCZSi辐照完成后，再在硅棒的上、下表面各切成厚度为2mm的硅片，使用高温炉将硅片加温至800℃退火处理，退火时间为30分钟，然后使用检测仪器检测硅片的氧碳含量和目标电阻率，按半导体大功率器件的使用要求，将中子辐照后的硅棒切成工艺生产要求规格的硅片，然后进行分档，不再使用其它设备对硅片进行热处理，直接投入半导体器件工艺；在使用第一道抄沙工艺进行抄沙后，依照硅片加工的原工艺(高于1000℃的炉中)，进行Al和Ga的预沉积处理；所述的原始硅棒为：低氧[Oi]≤4×1017cm 3[Cs]＜1016cm 3横向磁场拉晶硅棒HMCZSi；将加工完成后的硅片用于制作半导体大功率晶闸管SCR的工艺流程步骤如下：清洗抄沙→Al、Ga的预沉积处理→主扩→刻磷→磷扩→氧化→刻硼→硼扩散→刻蚀→蒸铝→检测→电子辐照→管芯成品在Al、Ga的预沉积处理过程中，炉温温度高于1000℃，主扩过程中每分钟升温4℃，加热时间为1140分钟，将炉温维持在1280℃，磷扩过程中的炉温维持在1150℃，在氧化过程中的炉温维持在1000℃，在硼扩散过程中4小时内的炉温维持在1190℃。