[发明专利]一种提高氮化硅薄膜均匀性技术

说明书

技术领域

本发明涉及电池工艺技术领域，特别是涉及一种提高氮化硅薄膜均匀性技术。

背景技术

现有管式PECVD镀膜工艺是：管式PECVD是由加热电阻丝围绕石英管外进行加热，由5个热电偶检测并对温度进行调整，且X为其沉积温度(X为设定温度数值，且最优反应温度400℃≤X≤460℃)

入炉：初始温度设定X，打开炉门，将装有洗磷抛光后硅片的石墨舟放入管式PECVD的舟托上。由于开炉门炉内实际温度开始下降为X-30℃，时间为100±20s；

通氮：由于氧气会和反应气体反应，为了将炉内氧气全部排空，通入氮气，氮气温度为常温25℃，炉管内温度高于常温，所以会有热传导和对流，导致实际温度降低，检测到温度值为X-60℃，时间为200±50s；

升温恒温步：保持炉内充满氮气下(热传导介质)，设定温度为X，开始加热，时间为300±50s，加热结束，实际温度为X-10℃(温度升高50℃)；

抽真空：将炉内氮气抽走，保持低压真空状态，压力为20mtorr，时间为100±20s，步骤结束时温度为X；

气密性检查：压力恒定为20mtorr,看压力是否变大，时间为60±20s；

沉积步：通入反应气体，在硅片表面镀上氮化硅薄膜；

出炉：通入氮气将炉内残留反应气体排干净，同时将压力达到大气压能够开炉门；

现有技术方案的缺陷：

a)、先升温到接近反应温度，在恒温工艺整体时间较长；

b)、而炉管加热由管壁加热管加热，在恒温步真空热辐射炉管内石墨舟受热不均匀，特别石墨舟中心位置温度偏低极易产生色差片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种提高氮化硅薄膜均匀性技术，快速加热，减少工艺时间，改变不同温区设定值减少片内色差与返工数量，改善硅片表面外观，增加良率。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种提高氮化硅薄膜均匀性技术，包括以下步骤：

a、入炉：将装有洗磷抛光后硅片石墨舟放入PE镀膜设备的舟托上，然后以600cm/min速度从炉口匀速推至炉内，推入过程中同时向炉内冲入氮气，炉内初始温度为X+70℃；氮气流量为5000±500sccm，压强为10000mbar，实际温度为X+40℃，时间为100±20；其中，X是指机台沉积工艺反应的温度，不同公司温度不同，范围在380-480℃，最优反应温度400-460℃；每个步骤中X都是相同的数值；每步骤中的两个温度，第一个是设置温度，在工艺中设定，第二个是用热电偶检测到的温度。

b、通入氮气：将石墨舟推送至炉内指定位置后，SiC桨以600cm/min的速度退回至炉外初始位置，关闭炉门，温度设定为X℃，通入氮气，且氮气流量为5000±500sccm，压强为10000mbar，实际检测温度为X+10℃，时间为200±50s；

c、降温：管式PECVD的电阻丝加热温度高于实际温度，根据热量传导，炉管内温度还会持续增加，为了让电阻丝加热停止，设定温度X-30℃，时间为60±20s，实际检测温度X℃；

d、恒温：温度设定为X℃，使石墨舟内硅片能够恒定，时间为60±20s；

e、抽真空：将炉内氮气抽走，保持低压真空状态，压力为20mtorr，时间为100±20s，此步骤进一步起到恒温作用；

f、气密性检测：压力恒定为20mtorr，看压力是否变大，时间为60±20s；

g、沉积：炉内温度为X℃，向炉内通入SiN4与NH3，并开放射频功率，完成硅片镀膜；

h、抽真空：镀膜完成后，设定温度为X+70℃对炉内进行抽真空，抽真空的时间控制在100±50s内，使炉内的压强为20mtorr低压状态；实际温度为X+15℃；

i、充氮气：温度设定为X+70℃，氮气流量为5000±500sccm，压强为10000mbar，实际检测温度为X+45℃，时间为200±50s；

j、出炉：打开炉门，温度设定为X+70℃，承载石墨舟托以600±5mm/min的速度从炉内退出，在出炉过程中向炉内通入氮气，氮气流量为10000±1000sccm，实际检测温度X+60℃。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种提高氮化硅薄膜均匀性技术，采用降温恒温法：硅片温度快速升温，减少漫长的升温步，缩短工艺循环时间，能够增加产量。