專利名稱：適用于開管鎵擴散石英管的制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于生產半導體器件的擴散設備的制造工藝。
目前，國內外生產半導體高反壓器件大多采用擴鎵或與擴硼鋁混擴的擴散生產工藝。采用擴鎵工藝可大幅度提高反壓，改善電流特性，提高產品的合格率和優品率。在已知的鎵擴散制造功率器件的生產工藝中，P型區域是采用擴散受主雜質鎵元素來達到目的的。其鎵擴散工藝是在普通高溫擴散爐中進行的，其擴散管道為石英管道，主要成份為二氧化硅。眾所周知，二氧化硅對鎵是沒有掩蔽能力的。鎵在1200℃以上時在二氧化硅的擴散系數為1×10-9cm2/s，是鎵在硅中擴散系統(1.5×10-12cm2/S)的數百倍。因此，在做鎵高溫擴散時，鎵源迅速向石英管壁中擴散進去，從而使石英管壁中積累了大量鎵源。電子探針分析管壁沉積物結果如下表序號二氧化硅%氧化%10.335288.33120.437286.54630.240488.88840.581387.98250.162884.551平均0.351487.259這樣，其害處有二第一，已擴入鎵元素的管道變成了鎵源的倉庫，因此，在其它擴散條件不變的情況下，其擴散參數卻不斷變化，嚴重影響了鎵擴散器件電參數的一致性和工藝的重復性;第二，鎵元素向石英管壁滲透后，使石英管變脆易碎，直接導致了石英管壽命的降低，一般擴鎵情況下，1-15次擴鎵后，石英管道就破裂，大大提高了半導體器件的制造成本。
本發明針對已有技術的不足之處，提供一種新型高溫擴散石英管制造工藝。在該類擴散管中生產的擴鎵半導體器件的電參數具有良好的一致性和重復性，同時使石英管的使用壽命大大延長。
本發明的構思是把做高溫擴散用的石英管道內壁上做上一層厚度為0.1～0.5μm的均勻的高溫Si3N4。Si3N4硬度較大，致密性能好，化學性能穩定，對鎵元素有很好的屏蔽作用。因此，在擴散過程中，能有效的阻止鎵源向石英管道內的擴散，從而解決了以往擴鎵生產工藝中存在的不足之處。
本工藝實施方法入下將新的石英管用常規清洗方法清洗干凈后，烘干，投入CVD爐中，CVD爐溫調在400℃～1300之間。在此溫度段內任取一定溫度定好，恒溫10分鐘后，向石英管內通入硅烷和氨氣，硅烷和氨氣在N2或H2的負載氣氛中進行熱分解，生產Si3N4層，其反應方程式如下
處理后的石英管內壁上就均勻生產厚度為0.1～0.5μmSi3N4層，恒溫去應力后，即完成本制造工藝。本工藝適用于處理各種口徑和長度的石英擴散管。
權利要求
1.一種用于開管鎵擴散石英管的制造工藝。其特征在于，在普通石英擴散管的管壁上生長一層厚度為0.1～0.5μm的Si3N4薄膜。
2.根據權利要求1所述的適用于開管鎵擴散石英管制造工藝。其特征在于石英管管壁上的Si3N4薄膜是CVD爐中通入硅烷和氨氣，在N2或H2的負載氣氛發生下列熱分解反應
上述CVD爐中反應溫度在400～1300℃之間。
全文摘要
一種適用于開管鎵擴散石英管道的制造工藝，利用Si，N，膜可屏蔽鎵元素的原理，在CVD爐中通入硅烷和氨氣，使之發生熱分解反應，在普通石英擴散管內壁上生成一層Si，N，薄膜。使用該類石英管擴鎵生產的半導體器件在穩定擴散參數條件下。電參數的一致性和重復性好；該類石英管的壽命比普通石英管大大延長。
文檔編號H01L21/34GK1032533SQ8710133
公開日1989年4月26日 申請日期1987年5月13日 優先權日1987年5月13日
發明者田淑芬, 薛成山 申請人:山東師范大學