退火的工艺方法与流程

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种退火的工艺方法。

背景技术：

在二极管加工过程中，通常会在衬底中注入载流子之后进行退火推进，现有的退火工艺一般的退火气氛只有N2/O2或N2/H2/O2，这种退火工艺使得制成的二极管有很明显的漏电现象。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的退火工艺制成的二极管有很明显的漏电现象的缺陷，提供一种能够改善二极管漏电失效的退火的工艺方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种退火的工艺方法，其特点是，所述退火的工艺方法应用于在衬底注入载流子之后的退火，所述退火的工艺方法包括：将炉管温度从起始温度升至退火温度，其中，在升温阶段通入气体，所述气体包括DCE(二氯乙烷C2H4CL2)。

所述在衬底注入载流子包括在P型衬底注入N型杂质或者在N型衬底注入P型杂质，较佳地，注入的载流子的浓度大于E19/cm3，电阻率SiO2，DCE通入的时间越长，在Si表面引入缺陷中心和发挥催化作用的时间就越长，越能减小漏电流。

较佳地，所述退火的工艺方法在升温阶段的升温速率在5℃/min以下。

较慢的升温速率可以保证DCE发挥的作用更充分。即，升温阶段的升温速率越慢，减小漏电流的效果越好，如升温速率为3℃/min比升温速率为5℃/min的减小漏电流的效果要好。

较佳地，所述退火温度在1050℃至1200℃之间，所述起始温度为950℃。

较佳地，所述退火的工艺方法还包括根据在所述升温阶段通入气体的时间调整所述气体中DCE的浓度占比，和/或，根据在所述升温阶段通入气体中DCE的浓度占比调整升温阶段的升温速率。

其中，若通入气体的时间较短，那么可以适当地调高所述气体中DCE的浓度占比，若通入气体的时间较长，那么可以适当地调低所述气体中DCE的浓度占比；若通入气体中DCE的浓度占比较低，那么可以适当地降低升温速率，延长通入DCE的时间，若通入气体中DCE的浓度占比较高，那么可以适当地提高升温速率，缩短通入DCE的时间。上述的调整，可以保证DCE有足够的反应时间。

较佳地，所述退火的工艺方法还包括在炉管温度从起始温度升至退火温度的过程中，在温度稳定阶段停止通入DCE，和/或，在温度稳定阶段停止通入DCE且通入N2。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够有效地改善二极管漏电失效，提高二极管的质量。并且本发明还具有简单可行的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的退火的工艺方法的流程图；

图2为本发明实施例的退火的温度变化图；

图3为本发明实施例的测试结果图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

一种退火的工艺方法，所述退火的工艺方法应用于在衬底注入载流子之后的退火，其中，注入的载流子的浓度大于E19/Cm3。所述退火的工艺方法包括将炉管温度从起始温度升至退火温度：如图1所示，在炉管温度从起始温度升至退火温度的过程中，执行以下步骤：

步骤101、在升温阶段通入气体，所述气体包括DCE和O2。

步骤102、在温度稳定阶段停止通入所述气体，尤其是停止通入DCE，并且在停止通入DCE时通入N2。

在将炉管温度从起始温度升至退火温度之后，继续完成退火的其它步骤，如在退火温度保持一段时间再进行冷却。在完成整个退火过程之后进行常规的半导体制造的后段金属引线和钝化层步骤。

步骤101中通入的气体中DCE的浓度占比大于3％，以所述气体O2的流量为7000sccm为例，所述DCE的流量可以为240sccm。

为了达到更好的改善漏电的效果，所述气体中DCE的浓度占比进一步大于4％，还是以所述气体中O2的流量为7000sccm为例，所述DCE的流量可以为300sccm。

为了保证DCE能够有足够的反应时间，DCE在所有升温阶段累加的通入时间应保证在1小时以上，退火在升温阶段的升温速率在5℃/min以下。其中，退火的退火温度可以在1050℃至1200℃之间，所述升温阶段的起始温度可以为950℃。

下面结合实验来对本实施例的退火的工艺方法及所达到的效果做进一步说明，取4个样品，分别在P型衬底注入N型杂质(浓度大于E19/Cm3)之后，在1150℃进行退火推进，温度变化过程如图2所示，当炉管温度从700℃升到950℃后开始退火，退火过程及各样品通入的气体情况如表1所示：

表1

其中，1～4号样品中通入的N2的流量均为104sccm，1至4号样品的退火在升温阶段的升温速率相同，且均在在5℃/min以下，所有升温阶段累加的通入气体的时长为67min；

1号样品中始终没有通入DCE；

2号样品中DCE的浓度占比为2.8％；

3号样品中DCE的浓度占比为3.3％；

4号样品中DCE的浓度占比为4.1％。

采用kelvin四探针测试法检测1至4号样品的漏电流，在两根探针外加额定电压，另两根探针测试在额定电压下的漏电流。检测结果如图3所示。图3中横坐标为测试电压，单位为伏特(V)，纵坐标为测得的漏电流，单位安培(A)。结合图3得到以下检测结果：

(1)在通入的气体不包括DCE时(对应1号样品，图3中最上方的曲线)，二极管的漏电流较大；

(2)在通入的气体包括DCE但DCE的浓度较小时(对应2号样品，

图3中从上往下数第二条曲线)，二极管的漏电流稍有改善，尤其是在测试电压为0至7.8V之间时比较明显；

(3)在通入的气体包括DCE且DCE的浓度较大时(对应3号样品，图3中从上往下数第三条曲线)，二极管的漏电流在整个测试电压区间上均有明显改善；

(4)在通入的气体包括DCE且DCE的浓度更大时(对应4号样品，图3中从上往下数最后一条曲线)，二极管的漏电流在整个测试电压区间上的改善更为明显，漏电流可以达到1.E-08A以下。

通过比较可以看出，通入的气体包括DCE比不包括DCE时，漏电流会有所减小，在通入的气体中均包括DCE时，DCE的浓度越高，漏电流越小。

本实施例的退火的工艺方法还包括根据在所述升温阶段通入气体的时间调整所述气体中DCE的浓度占比。如通入气体的时间较短，那么可以适当地调高所述气体中DCE的浓度占比，又如通入气体的时间较长，那么可以适当地调低所述气体中DCE的浓度占比。

本实施例的退火的工艺方法还包括根据在所述升温阶段通入气体中DCE的浓度占比调整升温阶段的升温速率。如通入气体中DCE的浓度占比较低，那么可以适当地降低升温速率，延长通入DCE的时间，又如通入气体中DCE的浓度占比较高，那么可以适当地提高升温速率，缩短通入DCE的时间。

上述的两种调整，均可以保证DCE充分参与反应。

虽然本实施例只给出了在P型衬底注入N型杂质之后的退火及相关的检测结果，但是本实施例的退火的工艺方法同样适用于在N型衬底注入P型杂质之后的退火。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。