提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，涉及硅襯底外延層的制作方法技術領域。所述方法包括如下步驟：利用高純度的氯化氫氣體在高溫下對外延爐基座進行腐蝕；向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，外延爐升溫過程中利用高純度的氫氣吹掃外延爐腔體，直到達到設定的溫度；恒溫5?min以上；外延爐升溫至設定溫度后進行大流量變流量吹掃，氣體流量設定為100??400L/min，時間大于4?min；將外延爐降溫到外延生長溫度，進行硅襯底片的外延生長。所述方法可使外延片片內(nèi)電阻率更均勻，成品率極大提升，且SRP曲線輪廓一致性有較大的提升。

Method for improving uniformity of resistivity inside epitaxial sheet

The invention discloses a method for improving the internal resistivity uniformity of an epitaxial piece, relating to the manufacturing method and the technical field of the silicon substrate epitaxial layer. The method comprises the following steps: in high temperature epitaxial furnace base corrosion using hydrogen chloride gas with high purity; an epitaxial furnace base pit into the silicon substrate, blowing cavity epitaxial furnace using high purity hydrogen in the process of heating furnace extension until it reached the set temperature, constant temperature of 5 min above; epitaxial furnace; heating to the set temperature after the large flow of variable flow purge gas flow rate is set to 100 400L/min, more than 4 min; the epitaxial furnace cooling to the epitaxial growth temperature, the growth of epitaxial silicon substrate. The method can make the inner resistivity of the epitaxial slices more uniform, improve the yield greatly, and the consistency of the contour of the SRP curve is greatly improved.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法
本專利技術涉及硅襯底外延層的制作方法
，尤其涉及一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法。
技術介紹
重摻砷襯底高溫外延情況下，As高溫揮發(fā)，導致外延電阻率片內(nèi)均勻性差；同時，不同As濃度的襯底，As高溫揮發(fā)情況不一致，導致爐間自摻雜不同，進而導致爐間外延層電阻率波動大。As重摻雜襯底高溫揮發(fā)自摻雜隨外延生長時間逐漸減少，導致外延層縱向曲線輪廓是一條曲線，且不同的自摻雜情況，曲線輪廓不一致，導致爐間外延片存在額外的變差，影響后續(xù)器件BVDSS離散性。因而，亟需新的方法來抑制高溫As揮發(fā)導致的電阻率爐內(nèi)均勻性差及爐間波動大的狀況。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是如何提供一種能夠提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是：一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于包括如下步驟：向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，外延爐升溫過程中利用高純度的氫氣吹掃外延爐腔體，氣體流量設定為130L/min-400L/min，直到達到設定的溫度，所述設定的溫度為外延爐外延生長溫度之上5℃-10℃；恒溫5min以上，使As雜質(zhì)充分揮發(fā)；外延爐升溫至設定溫度后進行大流量變流量吹掃，氣體流量設定為100--400L/min，時間大于4min；將外延爐降溫到外延生長溫度，進行硅襯底片的外延生長。進一步的技術方案在于，在向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片之前還包括：利用高純度的氯化氫氣體在高溫下對外延爐基座進行腐蝕，溫度設定為1000℃以上，氯化氫氣體流量設定為大于1L/min，刻蝕時間設定為大于4min。進一步的技術方案在于：所述氯化氫氣體以及氫氣的純度≥99.99%。進一步的技術方案在于：所述硅襯底片為重摻As襯底，電阻率<0.005ohm.cm。進一步的技術方案在于，所述硅襯底片的外延生長方法包括如下步驟：進行本征外延層的生長；使用變流量氫氣對硅襯底片表面進行吹掃，將吸附在本征外延層表面、基座表面的雜質(zhì)去除并排出外延爐腔室；進行摻雜外延層的生長；摻雜外延層生長達到預定厚度后開始降溫，將氫氣和氮氣流量分別設定為300L/min、150L/min，依次吹掃外延爐反應腔室10min~13min，然后將外延片從基座上取出。進一步的技術方案在于：進行本征外延層的生長時，采用不摻雜的三氯氫硅在襯底上生長本征外延層，對襯底表面及邊緣處進行包封。進一步的技術方案在于：本征層生長溫度設定為1080℃-1100℃，用氫氣輸送氣態(tài)三氯氫硅進入反應腔室，氫氣流量控制在180L/min-220L/min。進一步的技術方案在于：變流量氫氣對硅襯底片表面吹掃時氫氣的流量先變大到一定值，再變小到一定值，變化范圍為200L/min-400L/min。進一步的技術方案在于：進行摻雜外延層的生長時外延爐基座轉(zhuǎn)速控制在5r/min-7r/min，生長溫度設定為1080℃-1100℃，氫氣流量控制在180L/min-220L/min。進一步的技術方案在于，所述硅襯底片的外延生長方法還包括如下步驟：利用傅里葉紅外測試法對外延層的厚度及均勻性進行測量，利用汞探針CV測試法對硅外延片的電阻率及其均勻性進行測量，利用擴展電阻測試法測量襯底與外延層之間的過渡區(qū)結構。采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述方法通過硅襯底片外延生長前高溫（高出外延生長溫度5度以上）恒溫，使As雜質(zhì)充分揮發(fā)；并通過大流量及變流量長時間趕氣，充分排空外延爐內(nèi)As雜質(zhì)氣體，可使外延片片內(nèi)電阻率更均勻，成品率極大提升（從70%提升到95%）；且SRP（外延層的擴展電阻率曲線）曲線輪廓一致性有較大的提升。附圖說明圖1是本專利技術實施例所述方法的流程圖。具體實施方式下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。總體的，如圖1所示，本專利技術實施例公開了一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，包括如下步驟：S101：利用高純度的氯化氫氣體在高溫下對外延爐基座進行腐蝕，溫度設定為1000℃以上，氯化氫氣體流量設定為大于1L/min，刻蝕時間設定為大于4min；S102：向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，外延爐升溫過程中利用高純度的氫氣吹掃外延爐腔體，氣體流量設定為130L/min-400L/min，直到達到設定的溫度，所述設定的溫度為外延爐外延生長溫度之上5℃-10℃；S103：恒溫5min以上，使As雜質(zhì)充分揮發(fā)；S104：外延爐升溫至設定溫度后進行大流量變流量吹掃，氣體流量設定為100--400L/min，時間大于4min；S105：將外延爐降溫到外延生長溫度，進行硅襯底片的外延生長。具體的，本專利技術實施例通過以下步驟提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性：采用CSD5000平板型外延生長系統(tǒng)，高頻輻射加熱，高純石墨基座為硅片載體，保護氣為超高純H2氣，純度達到99.999999%以上。利用純度≥99.99%的氯化氫在高溫下對外延爐基座進行腐蝕，完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì)，溫度設定為1120℃，氯化氫氣體流量設定為2L/min，刻蝕時間設定為10~15min；向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，設備升溫過程中利用純度均≥99.999%的氫氣吹掃外延爐腔體，氣體流量設定為200L/min;當達到設定溫度時開始進行大流量吹掃氣體流量設定為400L/min大流量吹掃過程中利用氯化氫氣體對硅襯底片表面進行原位腐蝕，對襯底起到表面拋光作用，有助于改善晶格結構，采用大流量H2吹掃的方式將氯化氫原位腐蝕時產(chǎn)生的副產(chǎn)物，以及吸附在襯底表面、基座表面的雜質(zhì)完全去除排出腔室，有效減少自摻雜，氣體流量設定為400L/min。本征外延層生長前變流量氫氣對硅襯底片表面吹掃（400-200L/min）將吸附在本征外延層表面、基座表面的雜質(zhì)完全去除排出腔室，有效減少自摻雜。進行本征外延層的生長，采用不摻雜的三氯氫硅在襯底上生長本征外延層，對襯底表面及邊緣處進行包封，阻止重摻襯底雜質(zhì)的溢出；本征層生長溫度設定為1095℃，利用高溫快速本征生長方法，迅速完成包封，更利于抑制非主動摻雜效應；用氫氣輸送氣態(tài)三氯氫硅進入反應腔室，氫氣流量控制在200L/min；本征外延層生長完畢后變流量氫氣對硅襯底片表面吹掃（200-400-200L/min）將吸附在本征外延層表面、基座表面的雜質(zhì)完全去除排出腔室，有效減少自摻雜。進行摻雜外延層的生長，外延爐基座轉(zhuǎn)速控制在6r/min；生長溫度設定為1095℃氫氣流量控制在200L/min外延層生長達到預定厚度后開始降溫，將氫氣和氮氣流量分別設定為300、150L/min，依次吹掃外延爐反應腔室10~13分鐘，然后將外延片從基座上取出；利用傅里葉紅外測試法對外延層的厚度及均勻性進行測量，利用汞探針CV測試法對硅外延片的電阻率及其均勻性進本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于包括如下步驟：向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，外延爐升溫過程中利用高純度的氫氣吹掃外延爐腔體，氣體流量設定為130?L/min??400L/min，直到達到設定的溫度，所述設定的溫度為外延爐外延生長溫度之上5℃?10℃；恒溫5?min以上，使As雜質(zhì)充分揮發(fā)；外延爐升溫至設定溫度后進行大流量變流量吹掃，氣體流量設定為100??400L/min，時間大于4?min；將外延爐降溫到外延生長溫度，進行硅襯底片的外延生長。

【技術特征摘要】
1.一種提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于包括如下步驟：向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，外延爐升溫過程中利用高純度的氫氣吹掃外延爐腔體，氣體流量設定為130L/min-400L/min，直到達到設定的溫度，所述設定的溫度為外延爐外延生長溫度之上5℃-10℃；恒溫5min以上，使As雜質(zhì)充分揮發(fā)；外延爐升溫至設定溫度后進行大流量變流量吹掃，氣體流量設定為100--400L/min，時間大于4min；將外延爐降溫到外延生長溫度，進行硅襯底片的外延生長。2.如權利要求1所述的提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于，在向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片之前還包括：利用高純度的氯化氫氣體在高溫下對外延爐基座進行腐蝕，溫度設定為1000℃以上，氯化氫氣體流量設定為大于1L/min，刻蝕時間設定為大于4min。3.如權利要求2所述的提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于：所述氯化氫氣體以及氫氣的純度≥99.99%。4.如權利要求1所述的提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于：所述硅襯底片為重摻As襯底，電阻率<0.005ohm.cm。5.如權利要求1所述的提高外延片片內(nèi)電阻率均勻性的方法，其特征在于，所述硅襯底片的外延生長方法包括如下步驟：進行本征外延層的生長；使用變流量氫氣對硅襯底片表面進行吹掃，將吸附在本征外延層表面、基座表面的雜質(zhì)去除并排出外延爐腔室；進行摻雜外延層的生長；摻...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：賈松，張緒剛，陳秉克，趙麗霞，袁肇耿，薛宏偉，侯志義，張志勤，吳會旺，周曉龍，
申請(專利權)人：河北普興電子科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河北,13