一种肖特基器件用硅外延片的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111463115A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010341314.3(22)申请日2020.04.27(71)申请人中国电子科技集团公司第四十六研究所地址300220天津市河西区洞庭路26号(72)发明人唐发俊李明达王楠赵扬(74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限公司12105代理人李美英(51)Int.Cl.H01L21/205(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种肖特基器件用硅外延片的制备方法(57)摘要本发明涉及一种肖特基器件用硅外延片的制备方法，向硅外延炉反应腔体内通入氯化氢气体，对基座上残余沉积物质进行刻蚀；将主工艺氢气携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，基座表面沉积一层无掺杂的致密多晶硅；将基座温度降低，向基座上装入硅衬底片；基座升温，对硅衬底片的表面进行高温烘焙；通入主工艺氢气对硅外延炉反应腔体进行吹扫；主工艺氢气携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，基座下部流入与主工艺氢气流动方向相反的辅助氢气，三氯氢硅在管路中排空；通入主工艺氢气对硅外延炉反应腔体进行吹扫；进行硅外延层生长；硅外延层生长完成后，降温后从基座上取出。实现了200mm硅外延层厚度均匀性和电阻率均匀性的控制能力。CN111463115ACN111463115A权利要求书1/1页1.一种肖特基器件用硅外延片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）硅外延炉反应腔体内的圆盘式基座的温度设定为1160~1180℃，通入氯化氢气体，氯化氢气体流量设定为18~20L/min，在高温下对基座上残余沉积物质进行刻蚀，刻蚀时间设定为50~60sec；（2）将主工艺氢气流量设定为95L/min，携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，三氯氢硅流量设定为13.5~14.0L/min，三氯氢硅通入反应腔体内的时间设定为20~30sec，在基座表面沉积一层无掺杂的致密多晶硅；（3）将基座温度降低至600℃，向硅外延炉反应腔体内圆盘式基座上装入电阻率不高于0.004Ω·cm，直径为200mm的硅衬底片；（4）基座升温至1160℃，对硅衬底片的表面进行高温烘焙，时间设定为1~2min；（5）将硅衬底片温度降低至1115~1125℃，通入主工艺氢气对硅外延炉反应腔体进行吹扫，主工艺氢气流量为95L/min，吹扫时间设定为25~45sec；（6）主工艺氢气流量设定为95L/min，携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，三氯氢硅流量设定为6~14L/min，基座下部流入与主工艺氢气流动方向相反的辅助氢气，辅助氢气流量设定为26L/min，三氯氢硅在管路中的排空时间为25~30sec，三氯氢硅通入反应腔体内的时间设定为15~22sec，基座转速设定为32~36r/min，反应腔体的上石英壁的温度不高于560℃，内区与外区进气的流量阀开度的比值设定为1.5~2.5，内区与外区的红外灯泡的加热功率分配比例设定为46%:54%~52%:48%；（7）通入主工艺氢气对硅外延炉反应腔体进行吹扫，主工艺氢气流量为95L/min，吹扫时间设定为25~45sec；（8）进行硅外延层生长，主工艺氢气流量设定为95L/min，携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，三氯氢硅流量设定为6~14L/min，基座下部流入与主工艺氢气流动方向相反的辅助氢气，辅助氢气流量设定为26L/min，同时稀释氢气携带磷烷气体组成的混合气，通入硅外延炉反应腔体，稀释氢气流量设定为20L/min，磷烷气体规格为50ppm，在混合气中的占比率设定为35%~70%，混合气流量设定为22~115sccm，三氯氢硅与混合气在管路中的排空时间为25~30sec，生长时间设定为22~30sec，基座转速设定为32~36r/min，反应腔体的上石英壁的温度不高于560℃，内区与外区进气的流量阀开度的比值设定为1.5~2.5，内区与外区的红外灯泡的加热功率分配比例设定为46%:54%~52%:48%；（9）硅外延层生长完成后，降温至60℃后从基座上取出，硅外延片的硅外延层厚度、电阻率指标均采用5点测试法，5点测试位置为中心点和四周距边缘6mm的位置，所述硅外延层的厚度5点均值为3.5~4.0µm，电阻率5点均值为0.8~1.2Ω·cm；所用的硅外延炉为AMPronto型常压硅外延炉。2CN111463115A说明书1/5页一种肖特基器件用硅外延片的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种半导体外延材料的制备技术领域，尤其涉及一种肖特基器件用硅外延片的制备方法。背景技术[0002]硅外延片由低电阻率的硅衬底片和高电阻率的硅外延层两部分组成。目前肖特基器件工艺线采用的硅外延片，直径已经由传统的150