[发明专利]多晶硅层的炉内均匀性控制方法

说明书

本申请公开了一种多晶硅层的炉内均匀性控制方法，包括的步骤有：将多个衬底置于多晶硅沉积炉内，且至少是分布炉内的在炉口和炉尾处；将多晶硅沉积炉内的条件调节至多晶硅沉积条件，将气态的多晶硅前驱体从炉口和炉尾两端同时进气的方式导入多晶硅沉积炉内进行反应并沉积，在包括P+沟道内和连接区的表面形成多晶硅层；至少对炉口和炉尾处形成的多晶硅层厚度进行测定并获得炉内均匀性值，当多晶硅层厚度的炉内均匀性值大于预定值T，对炉尾进行升温处理或或对炉口进行降温处理。本申请控制方法能够明显改善多晶硅场板在量产过程中性能稳定，从而提高其良品率、产率和降低其成本。

技术领域

本申请属于半导体功率器件技术领域，具体涉及一种多晶硅层的炉内均匀性控制方法。

背景技术

快恢复二极管-Fast Recovery Diode(简称FRD)作为近年来问世的新型功率器件，是电力电子设备中用量最多的功率半导体器件之一，由于具有开关性能好、反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点，在电力电子电路中常常与三端功率开关器件(如IGBT等)并联使用，作高频、大电流的续流二极管或整流管，具有极大的发展前景和市场需求。电力电子技术及消费电子技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域，而半导体功率器件的可控制特性决定了电力电子及消费电子系统的效率、体积和重量。伴随着电力电子技术及消费电子的快速增长，人们对于减小成本的要求越来越高。

多晶硅场板是包括快恢复二极管等半导体功率器件的重要器件之一，对包括快恢复二极管等半导体功率器件的性能有重要影响。如在现有的多晶硅场板所含的多晶硅功能层(POLY层)一般是无掺杂多晶硅(UPOLY)结构，在多晶膜层沉积后再通过POCl₃预扩进行磷元素掺杂+高温退火激活杂质以改善膜层导电特性。

在实际应用中发现，目前采用无掺杂多晶硅(UPOLY)结构作为多晶硅功能层，虽然可以用POCl₃预扩的方式改善表面浓度以提高膜层导电特性，但由于该层多晶膜层较厚约5000A，掺杂杂质实际无法深入膜层底部，仅仅在其表面或表层形成非常薄的导电改性层，从而导致其导电性能低。这直接导致现有多晶硅场板电场效应不理想。

另外，在实际生产过程中，多晶硅场板在量产过程中，多晶硅层厚度的炉内均匀性往往达不到要求，使得量产的多晶硅场板稳定性难保证。这样成为制约多晶硅场板量产的重要因素之一，也增加了成本控制的难度。

发明内容

本申请实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种多晶硅层的炉内均匀性控制方法，能够有效使得多晶硅场板在量产过程中，保证多晶硅层厚度的炉内均匀性达到量产要求，从而有效解决现有多晶硅场板在量产过程中稳定性不理想的技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请提供了一种多晶硅层的炉内均匀性控制方法。本申请多晶硅层的炉内均匀性控制方法包括如下步骤：

将多个衬底置于多晶硅沉积炉内，且至少是分布炉内的在炉口和炉尾处；其中，所述衬底上设有连接区和P+环区，P+环区包括多个隔离岛，每一隔离岛呈框型并结合在所述衬底表面上，多个所述隔离岛间隔分布，并依次围合所述连接区；相邻两所述隔离岛之间形成框型P+沟道；

将所述多晶硅沉积炉内的条件调节至多晶硅沉积条件，将气态的多晶硅前驱体从所述炉口和炉尾两端同时进气的方式导入所述多晶硅沉积炉内进行反应并沉积，在包括所述P+沟道内和所述连接区的表面形成多晶硅层；

至少对所述炉口和炉尾处形成的所述多晶硅层厚度进行测定并获得炉内均匀性值，当所述多晶硅层厚度的炉内均匀性值大于预定值T，对所述炉尾进行升温处理或对炉口进行降温处理。

与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：