专利名称：一种半导体的掺杂技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体的掺杂技术，特别涉及一种由荷电束流引发的半导体掺杂技术。
现有由荷电束流引发的半导体掺杂技术，如热阴极电子束掺杂技术(“半导体学报”第5卷第1期1984年1月 p.103-107)，它已成为一项形成高杂质陡度、浅P-n结的有效掺杂工艺。然而，热阴极电子束掺杂技术须在高真空与高电压条件下进行，需有进行热发射的电子枪作阴极，还需有控制电子束偏转的扫描装置，所使用的工艺设备结构复杂、操作不便、成本昂贵，而在掺杂浓度与深度的均匀控制等方面，它却仍然存在一些不足之处。
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明利用在稀薄气体的电场中因辉光放电产生的荷电束流引发半导体掺杂，即在不足一个大气压的稀薄气体中设置两个电极，将表面附着杂质源的半导体置于其中的一个电极上，当在两个电极间施加电压直至出现辉光放电时，就有荷电束流在两极之间流过，从而借助这样的荷电束流引发半导体表面附着的杂质掺入体内。通过调节两极间的电压、电流与时间可以控制掺入杂质的浓度与深度。这样的半导体掺杂技术无须在高真空的条件下进行，施加的电压也不太高，设备简单，操作方便，成本低廉，而且在较大面积掺杂范围内能够获得浓度与深度均匀的积极效果。
附图为本发明一项实施例所用掺杂装置的示意图。该实施例的装置由石英罩(2)与基座(1)组成一个可以实现5×10-3乇以上真空度的辉光放电掺杂腔(3)，腔内设置两块金属电极板(4，7)，它们与通向腔外的两根金属接线柱(5，6)分别相连，掺杂腔还设有抽气与充气的管道(8与9)，并有各自的控制阀门(10与11)。该实施例是在P型硅晶片(12)上进行掺磷实验。先按常规方法将P型硅晶片进行清洁处理，然后在要求掺杂的硅晶片表面涂敷一层掺磷的二氧化硅乳胶杂质源(13)，经烘干后使涂胶表面朝向阴极(4)将硅晶片固定在掺杂腔内的阳极(7)上。接着使石英罩紧压在基座上抽气，达(5～1)×10-3后同时通过充气管道充入氦气达2×10-1至1×10-2乇，随后在正负两极间施加直流电压直至腔内出现辉光放电。调节辉光放电的电压、电流与时间便可以方便地调节杂质磷掺入硅内的浓度与深度。它能在表面杂质浓度达到1020(立方厘米)-3以上的情况下实现P-n结深度在0.1～0.5微米范围内的有效控制，掺杂层的损伤很小，而且整片掺杂浓度与深度的均匀性亦具有优良效果。
附图为本发明一项实施例的掺杂装置示意图。其中1为基座，2为石英罩，3为掺杂腔，4和7为金属电极，5和6为金属接线柱，8和9为抽气与充气管道，10和11为阀门，12为硅晶片，13为掺杂质乳胶层。
权利要求
1.一种半导体的掺杂技术，其特征在于，在不足一个大气压的稀薄气体中设置两个电极，将表面附着杂质源的半导体置于其中的一个电极上，在两个电极之间施加电压使之产生辉光放电，通过调节辉光放电的电压、电流与时间实现对掺入半导体内杂质浓度与深度的控制。
2.按照权利要求1所述半导体的掺杂技术，其特征在于，所述不足一个大气压的稀薄气体是气体压力在2×10-1乇至1×10-2乇之间的氦气。
3.按照权利要求1所述半导体的掺杂技术，其特征在于，所述在两个电极之间施加电压是施加直流电压。
4.按照权利要求1与3所述半导体的掺杂技术，其特征在于，所述将表面附着杂质源的半导体置于其中的一个电极上是置于其中的阳极上。
5.按照权利要求1所述半导体的掺杂技术，其特征在于，所述表面附着杂质源的半导体是在表面涂敷掺杂乳胶层的半导体。
6.按照权利要求1所述半导体的掺杂技术，其特征在于，所述半导体就是硅单晶。
全文摘要
本发明公开了一种借助在稀薄气体的两个电极间施加电压产生辉光放电引发半导体掺杂的技术。它能在实现高掺杂浓度的同时获得对浅掺入层的有效控制，并且具有掺杂均匀、损伤小等效果。该技术设备简单，操作方便，成本低廉。
文档编号H01L21/225GK1056017SQ9010235
公开日1991年11月6日 申请日期1990年4月25日 优先权日1990年4月25日
发明者李秀琼, 王培大, 马祥彬, 孙惠玲, 王纯 申请人:中国科学院微电子中心, 中国科学院半导体研究所