[發明專利]改善外延層電阻率均勻性的方法

有效

• 申請號: 201410250516.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN103996608A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 史超;王海紅;曹榮
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/22
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種改善外延層電阻率均勻性的方法。

背景技術

外延工藝是指在單晶襯底上生長一層單晶層，新生長的這一層稱為外延層。襯底與外延層的組合結構被稱作外延片，外延片又分為同質外延片和異質外延片。目前大量使用的同質外延片中，襯底與外延層的摻雜劑主要有N型元素及P型元素。現有的外延片，襯底與外延層兩者摻雜劑的元素種類和濃度不相同。如常用的一種外延片，其襯底為N型，即襯底中摻雜N型元素磷、砷或銻中的一種或幾種；其外延層摻雜有P型元素硼。但是在外延片的生產過程中，存在著普遍的自摻雜現象。自摻雜是由于熱蒸發或者化學反應的副產物對襯底的擴散，襯底中的硅及雜質進入氣相，改變了氣相中的摻雜成分和濃度，從而導致了外延層中的雜質實際分布偏離理想的情況。按產生的原因，自摻雜可分為氣相自摻雜、固相外擴散及系統自摻雜。氣相自摻雜的摻雜物主要來自晶圓的背面和邊緣固相外擴散。固相外擴散的摻雜物主要來自襯底的擴散，摻雜物在襯底與外延層的接觸面由襯底擴散至外延層。系統自摻雜的摻雜物來自氣體晶片，石墨盤和反應爐腔體等外延片生產裝置的內部。

目前還沒有完全解決自摻雜現象的有效方法，只是對外延工藝過程中的參數進行精確而細微地調節來抑制自摻雜現象，例如反應時間、溫度、氣體流量等，從而盡量保證外延層的均勻性。但是上述參數的控制受較多因素的影響，控制精準度不是很高，難以完全避免自摻雜現象的發生，進而使所生生長出的外延層電阻率均勻性差。

為了解決自摻雜現象造成襯底上外延層電阻率的均勻性差的問題，本領域技術人員一直在尋找解決這一問題的有效方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善外延層電阻率均勻性的方法，以解決自摻雜現象造成襯底上外延層電阻率的均勻性差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供改善外延層電阻率均勻性的方法，所述改善外延層電阻率均勻性的方法包括：

提供進行外延工藝的腔體、測試樣品及襯底；

對所述測試樣品進行外延工藝，在所述測試樣品上生長一外延層；

對測試樣品的所述外延層進行電阻率的測試；

對經過外延工藝的腔體的內部進行刻蝕；

根據所述外延層的電阻率的分布情況，選擇摻雜劑對所述腔體的內部進行預覆蓋；

將所述襯底放入預覆蓋處理過的腔體中，進行外延工藝。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述外延層為P型外延層，所述外延層的電阻率的分布情況為中間低邊緣高時，所述摻雜劑選用P型元素。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述外延層為P型外延層，所述外延層的電阻率的分布情況為中間高邊緣低時，所述摻雜劑選用N型元素。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述外延層為N型外延層，所述外延層的電阻率的分布情況為中間低邊緣高時，所述摻雜劑選用N型元素。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述外延層為N型外延層，所述外延層的電阻率的分布情況為中間高邊緣低時，所述摻雜劑選用P型元素。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述P型元素為硼。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述N型元素為磷、砷或銻中的一種或幾種。

可選的，在改善外延層電阻率均勻性的方法中，所述腔體的內部包括一用于承載所述襯底的基座，在根據所述外延層的電阻率的分布情況，選擇摻雜劑對所述腔體的內部進行預覆蓋的步驟中，對所述腔體的內部的腔體的側壁和所述基座均進行預覆蓋。

在本發明所提供的改善外延層電阻率均勻性的方法中，通過根據測試樣品生長的外延層的電阻率的分布情況，選擇摻雜劑對所述腔體的內部進行預覆蓋，即在所述腔體內生長一層含有所述摻雜劑的薄膜，之后對襯底進行外延工藝。在進行外延工藝過程中，進行過預覆蓋的腔體的內部的腔體的側壁和基座的所覆蓋的摻雜劑會受高溫影響擴散出來，從而改變襯底邊緣的摻雜氣體濃度，摻雜氣體進入外延層中，改變了所述外延層邊緣的電阻率分布，降低了自摻雜現象對外延層電阻率均勻性的影響，提高了產品良率。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的改善外延層電阻率均勻性的方法的流程圖。

具體實施方式