【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于单晶硅片硼扩散，具体为一种单晶硅片硼扩散的方法。
技术介绍
1、单晶硅片的硼扩散是一种重要的半导体制备技术，主要用于改变硅片的导电性能。其原理基于硼与硅之间的化学反应，通过高温处理将硼材料与硅片表面相互作用，使硅片表面形成一个硼掺杂层，从而改变硅片的导电性能。
2、现有的单晶硅片的硼扩过程中，由于氧化硅的生成，导致硼在氧化硅中的固溶度更大，容易造成了硼在氧化硅和硅的界面偏析和富集，阻止了硼往硅基底的进一步扩散；同时一些采用的亲水性的氧化铝在单晶硅片表面形成金属氧化物薄膜，但是氧化铝作为是一种具有高硬度、高熔点和高化学稳定性的材料，其薄膜在单晶硅表面形成后，可能会形成了一层致密的保护层，这使得还原剂难以渗透到薄膜内部，与氧化铝发生反应，即使表面部分氧化铝被还原，内部也可能仍然保持未还原状态，并渗透到材料的深层。
3、因此针对上述问题提出一种单晶硅片硼扩散的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了减缓硼在硅表面区域浓度不均匀的现象，提高硼的扩散浓度和深度，增强氧化铝薄膜的稳定性和亲水性，将其表面的氧化物还原，并渗透到材料的深层，实现更深层次的清洁和修饰，本申请提供一种单晶硅片硼扩散的方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种单晶硅片硼扩散的方法，包括如下步骤：
4、步骤一：配置预处理溶液一，使用naoh溶液与氢氧化铵混合，形成一定浓度的溶液，将硅片浸入溶液中，溶液温度通常控制在70℃-90℃
5、步骤二：配置预处理溶液二，将去离子水、氨水和双氧水混合，形成碱性环境，将硅片浸入溶液中，温度维持在70-80°c，持续5-10分钟，以去除颗粒和有机物；
6、步骤三：配置预处理溶液三，将离子水、双氧水和盐酸混合配制，形成酸性条件，将硅片转移至溶液中，同样在70-80°c下浸泡5-10分钟，以除去金属离子；
7、步骤四：配置预处理溶液四，处理溶液四为稀释的氢氟酸溶液，将硅片浸入稀释的氢氟酸中，时间通常为5-10分钟，以去除硅片表面的自然氧化层，并抑制其再次形成，且每次化学处理后，均需用大量去离子水冲洗，以彻底清除残留化学物质，为后续的扩散过程做准备；
8、步骤五：选择亲水性和化学稳定性的氧化铝，利用电子束蒸发气相沉积技术，使用电子束加热源来蒸发金属氧化物材料，并将其沉积在硅片上，以便在清洗后的硅片上形成一层均匀、致密的金属氧化物薄膜；
9、步骤六：利用退火炉对氧化铝薄膜进行退火处理，并使用惰性气体作为保护气氛可以防止氧化铝薄膜在热处理过程中被氧化或污染，以促使氧化铝中生成负电荷，实现较好的钝化效果，有助于增强氧化铝薄膜的稳定性和亲水性；
10、步骤七：利用等离子表面处理仪对氧化铝薄膜进行处理，可以将其表面的氧化物还原，并渗透到材料的深层，实现更深层次的清洁和修饰；
11、步骤八：然后在亲水性金属氧化物衬底上旋涂液态硼源，并在热台上烘干，将涂有液态硼源的硅片置于高温环境中进行热处理，在高温下，硼材料会与硅片表面发生化学反应，形成硼掺杂层，从而改变硅片的导电性能。
12、进一步地，所述预处理溶液二中去离子水、氨水和双氧水的混合比例约为1:1:5至1:2:7。
13、进一步地，所述预处理溶液三中离子水、双氧水和盐酸的混合比例约为1:1:6至1:1:7。
14、进一步地，所述惰性气体为氩气或氮气中的任意一种。
15、进一步地，所述退火炉的退火温度设定为500℃，退火时间为2h。
16、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术中，在清洗后的n型单晶硅片上沉积一层亲水性金属氧化物，可以在硼扩散过程中阻挡氧气进入硅基底，避免二氧化硅在衬底表面的生成，减缓硼在硅表面区域浓度不均匀的现象，提高硼的扩散浓度和深度。
18、2.本专利技术中，利用退火炉对氧化铝薄膜进行退火处理同时配合惰性气体作为保护气氛可以防止氧化铝薄膜在热处理过程中被氧化或污染，以促使氧化铝中生成负电荷，实现较好的钝化效果，有助于增强氧化铝薄膜的稳定性和亲水性，并配合子表面处理仪对氧化铝薄膜进行处理，可以将其表面的氧化物还原，并渗透到材料的深层，实现更深层次的清洁和修饰。
19、3.本专利技术中，液态硼源在亲水性的金属氧化物表面可以旋涂得更加匀称，这有助于改善硅表面扩散完后方阻不均匀的现象。
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1.一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述预处理溶液二中去离子水、氨水和双氧水的混合比例约为1:1:5至1:2:7。
3.如权利要求1所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述预处理溶液三中离子水、双氧水和盐酸的混合比例约为1:1:6至1:1:7。
4.如权利要求1所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气或氮气中的任意一种。
5.如权利要求4所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述退火炉的退火温度设定为500℃，退火时间为2h。
【技术特征摘要】
1.一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述预处理溶液二中去离子水、氨水和双氧水的混合比例约为1:1:5至1:2:7。
3.如权利要求1所述的一种单晶硅片硼扩散的方法，其特征在于：所述预处理溶液三...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐建均，周同义，徐睿，陈佳佳，
申请(专利权)人：南通友拓新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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