本发明属于半导体技术领域,具体涉及一种改善可控硅kg特性的方法。
背景技术:
kg特性是指可控硅k区(-k-阴极区,属于半导体pn结的n型区)和g区(g-门极区,属于半导体pn结的p型区)交界处的pn特性,简称kg特性,g到k是一个正向的pn结,加电压后导通,导通压降在0.6-0.7v,从k到g是一个反向的pn结,加小于pn结电压时截止,大于导通电压后导通。一个完好的pn结反向电压漏电很小(一般小于1ua),而异常的pn如出现表面漏电或者表面反型会出现反向漏电大于2ua,甚至到几千ua。
kg交界区域,也是也是pn结的交界区域,仅普通氧化层覆盖,pn结界面有杂质,pn结承载反向电压时界面处出现异常的漏电流,同时由于表面保护层(即氧化层)带了异常电荷,电荷吸引了pn内的电荷,导致p型层或者n型层表面电荷增加或者减少,出现表面反型。
技术实现要素:
针对以上技术问题,本发明目的在于提供一种改善可控硅kg特性的方法,解决了现有技术中可控硅表面漏电和表面反型的技术问题。
本发明所述的改善可控硅kg特性的方法,包括如下步骤:将硅片装于合金舟上用石英钩缓慢将合金舟推入炉管内恒温区,通入氮气和三氯氧磷,保温处理后将合金舟拉出即可。
恒温区的保温温度为470-500℃。
氮气通入速率为4-5l/min。
三氯氧磷通入速率为4-6ml/min。
保温处理时间为20-30min。
本发明的作用机理为:本发明在可控硅表面(为硅铝合金表面)在高温处理时通入三氯氧磷(pocl3),pocl3+si高温反应生成pcl5+sio2+p,因为磷为+5价,5个价电子,在4价硅中共价结合中,会多出一个电子(带负电荷),此部分电子可以有效固定常规最易导致漏电的na、k离子(带正电荷)沾污,也就是说假如表面有微量的na离子沾污可能会导致漏电,但如果有此部分含磷的电子进行中和或者固定吸附,就可以避免沾污带来的负面影响。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果。
本发明在可控硅铝合金时表面掺入微量的磷,特别是kg交界处氧化层表面磷的掺入,可以有效固定表面杂质和电荷,使得kg特性得到大大改善,避免了漏电和反型现象。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将硅片装于合金舟上用石英钩缓慢将合金舟推入炉管内恒温区,合金炉温度设定为480℃,通入氮气,通入速率为4.5l/min,通入三氯氧磷,通入速率为5ml/min,时间25min,将合金舟缓慢拉出即可。
经测试,对本实施例制得的掺磷芯片kg漏电良率由原来的93.1%提高至98.7%,kg漏电均值由原来的0.051ua降低至0.026ua改善了可控硅的kg特性。
实施例2
将硅片装于合金舟上用石英钩缓慢将合金舟推入炉管内恒温区,合金炉温度设定为470℃,通入氮气,通入速率为4l/min,通入三氯氧磷,通入速率为4ml/min,时间20min,将合金舟缓慢拉出即可。
实施例3
将硅片装于合金舟上用石英钩缓慢将合金舟推入炉管内恒温区,合金炉温度设定为500℃,通入氮气,通入速率为6l/min,通入三氯氧磷,通入速率为6ml/min,时间30min,将合金舟缓慢拉出即可。
1.一种改善可控硅kg特性的方法,其特征在于:包括如下步骤:将硅片装于合金舟上用石英钩缓慢将合金舟推入炉管内恒温区,通入氮气和三氯氧磷,保温处理后将合金舟拉出即可。
2.根据权利要求1所述的改善可控硅kg特性的方法,其特征在于:恒温区的保温温度为470-500℃。
3.根据权利要求1所述的改善可控硅kg特性的方法,其特征在于:氮气通入速率为4-5l/min。
4.根据权利要求1所述的改善可控硅kg特性的方法,其特征在于:三氯氧磷通入速率为4-6ml/min。
5.根据权利要求1任一所述的改善可控硅kg特性的方法,其特征在于:保温处理时间为20-30min。