本申請涉及半導體,特別是涉及一種氣相重摻摻雜裝置。
背景技術:
1、在半導體制造領域,晶圓硅片作為集成電路的基礎材料,其導電性能是制造高性能半導體器件的關鍵因素。為了調(diào)控硅片的導電性,通常需要對硅晶體進行摻雜處理,以改變其內(nèi)部的電子結構。目前,摻雜后的硅片主要分為p型和n型兩種。
2、對于p型硅片,主流的摻雜元素為b(硼),在摻雜過程中,b元素會取代硅晶體中的部分硅原子,形成空穴,從而使材料具有正電性。這種摻雜方法可以通過在多晶硅原料中直接放入b摻雜劑來實現(xiàn)。
3、然而,對于n型硅片的摻雜,情況則相對復雜,由于n型硅片主要依賴五價元素如p(磷)和as(砷)來提供自由電子,而這些元素在高溫下極易揮發(fā),導致?lián)诫s過程中的磷p元素揮發(fā)很快,硅液中的磷p濃度難以精確控制。目前,為了解決這一問題,業(yè)內(nèi)廣泛采用的是鐘罩式氣相摻雜技術。這種技術雖然可以在一定程度上提高摻雜的均勻性和控制精度,但仍然存在摻雜有效利用率低的問題,即較多的摻雜劑并沒有有效地摻雜到硅溶液中,造成了原材料的浪費。
4、此外,用于摻雜的p元素(如紅磷)是一種超高純原料,其純度通常達到6n以上,價格昂貴。因此,需要提供一種針對上述技術問題的改進技術方案,這對于半導體晶圓硅片制造具有重要意義。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于上述現(xiàn)有技術中去膠機存在的缺陷及不足,本申請的目的在于提供一種氣相重摻摻雜裝置,以提高摻雜的有效利用率,降低生產(chǎn)成本、提高半導體制造的經(jīng)濟效益。
2、本申請?zhí)峁┝艘环N氣相重摻摻雜裝置,一種氣相重摻摻雜裝置,包括石英鐘罩,所述石英鐘罩具有一溢流開口,所述溢流開口與待摻雜物相對設置;
3、所述石英鐘罩自所述溢流開口向上依次包括摻雜腔與料盒放置腔,所述料盒放置腔的至少部分側(cè)壁配置為第二導流部,所述第二導流部由所述摻雜腔的罩殼側(cè)壁向所述石英鐘罩的腔體內(nèi)傾斜彎折,形成包含錐臺結構的料盒放置腔,以縮小所述料盒放置腔的容積。
4、在一些實施方式中,所述料盒放置腔的全部側(cè)壁均為傾斜側(cè)壁,且使所述料盒放置腔形成為圓錐結構的腔體。
5、在一些實施方式中,配置第二導流部的所述摻雜腔的容積比初始摻雜腔容積縮小至少40%。
6、在一些實施方式中,所述料盒放置腔的所述第二導流部為平面結構。
7、在一些實施方式中,所述第二導流部具有若干段依次連接的導流面,每段所述導流面均為平面結構。
8、在一些實施方式中,所述第二導流部在水平方向上的傾斜角度介于30°~75°之間。
9、在一些實施方式中,在水平方向上,所述料盒放置腔內(nèi)的摻雜料盒與所述第二導流部具有一最小距離l,所述摻雜腔的直徑為d,其中,1/18≤l/d≤1/6。
10、在一些實施方式中,所述石英鐘罩的高度大于或等于300mm,且所述摻雜腔的高度與所述料盒放置腔的高度之比大于或等于2。
11、在一些實施方式中,所述溢流開口與所述待摻雜物之間的距離為d,5mm≤d≤30mm。
12、在一些實施方式中,所述石英鐘罩內(nèi)采用的重摻摻雜劑為含有磷、砷和銻元素中的一種或幾種摻雜劑。
13、與現(xiàn)有技術相比,本申請?zhí)峁┑募夹g方案具有以下有益效果:
14、本申請的技術方案中,通過對現(xiàn)有氣相重摻摻雜裝置進行結構改進,尤其是針對石英鐘罩的料盒放置腔的罩殼側(cè)壁結構的結構優(yōu)化:石英鐘罩自溢流開口向上依次包括摻雜腔與料盒放置腔,料盒放置腔的至少部分側(cè)壁配置為第二導流部,第二導流部由摻雜腔的罩殼側(cè)壁向石英鐘罩的腔體內(nèi)傾斜彎折,形成包含錐臺結構的料盒放置腔,以縮小料盒放置腔的容積。該摻雜裝置可以實現(xiàn)節(jié)約摻雜劑,提高摻雜效率的目的,從料盒室蒸發(fā)的氣體,直接沿石英鐘罩側(cè)壁向下流動進入摻雜室,并接近待摻雜物表面進行氣相摻雜,實現(xiàn)了提高料盒室的含摻雜劑混合氣體的濃度,節(jié)約摻雜劑的使用,降低成本,并提高摻雜效率。
1.一種氣相重摻摻雜裝置,包括石英鐘罩,所述石英鐘罩具有一溢流開口,所述溢流開口與待摻雜物相對設置;其特征在于,
2.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述料盒放置腔的全部側(cè)壁均為傾斜側(cè)壁,且使所述料盒放置腔形成為圓錐結構的腔體。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,配置第二導流部的所述摻雜腔的容積比初始摻雜腔容積縮小至少40%。
4.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述料盒放置腔的所述第二導流部為平面結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述第二導流部具有若干段依次連接的導流面,每段所述導流面均為平面結構。
6.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述第二導流部在水平方向上的傾斜角度介于30°~75°之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,在水平方向上,所述料盒放置腔內(nèi)的摻雜料盒與所述第二導流部具有一最小距離l,所述摻雜腔的直徑為d,其中,1/18≤l/d≤1/6。
8.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述石英鐘罩的高度大于或等于300mm,且所述摻雜腔的高度與所述料盒放置腔的高度之比大于或等于2。
9.根據(jù)權利要求1所述的氣相重摻摻雜裝置,其特征在于,所述溢流開口與所述待摻雜物之間的距離為d,5mm≤d≤30mm。