[發(fā)明專利]外延腔體溫度監(jiān)控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410253924.2
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104022054B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹榮;史超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種外延腔體溫度監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

外延即在硅單晶襯底上沿原來的晶向再生長一層硅單晶薄膜的工藝。硅外延片是制作半導(dǎo)體分立器件的主要材料，因為它既能保證PN結(jié)的高擊穿電壓，又能降低器件的正向壓降。硅外延片能讓雙極性電路(IC)的器件做在有重摻埋層的輕摻外延層上，形成生長的PN結(jié)，解決IC的隔離問題，因此它也是IC器件的主要原材料。

對于半導(dǎo)體器件來說，需要外延層具有完美的晶體結(jié)構(gòu)，然而在實際的外延生長過程中，由于外延腔體內(nèi)的溫度分布不均，會使得生長的外延層中具有滑移線等缺陷，從而影響外延層的晶體結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)外延腔體內(nèi)的溫度分布不均時，外延生長的晶體的晶格位錯，即外延層會出現(xiàn)滑移線的缺陷。因此，確定外延腔體內(nèi)各區(qū)域的溫度對于外延片的生產(chǎn)具有非常重要作用，但是，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有精確地檢測方法來監(jiān)控外延腔體內(nèi)各區(qū)域的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種外延腔體溫度監(jiān)控方法，能夠精確地監(jiān)控外延腔體內(nèi)各區(qū)域的溫度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種外延腔體溫度監(jiān)控方法，包括：

步驟一：提供至少一襯底，所述襯底中具有摻雜元素；

步驟二：將所述襯底放入一外延腔體中，在所述襯底表面高溫下生長一外延層，在所述生長過程中，所述襯底不轉(zhuǎn)動；

步驟三：檢測所述外延層的表面方塊電阻值的分布情況；

步驟四：根據(jù)所述表面方塊電阻值的分布情況判斷所述外延腔體的溫度分布情況。

可選的，采用離子注入的方法將所述摻雜元素注入所述襯底。

可選的，所述摻雜元素為磷元素。

可選的，所述離子注入的能量為50keV～100keV，劑量為5×10¹²cm^-2～8×10¹⁴cm^-2。

可選的，所述外延層包括多個部分，所述外延腔體包括多個與所述部分的位置一一對應(yīng)的區(qū)域，在所述步驟四中：

如果所述外延層的一部分的表面方塊電阻值高于其它所述部分的表面方塊電阻值，則所述一部分所對應(yīng)的所述區(qū)域的溫度低于其它所述區(qū)域的溫度；

如果所述外延層的一部分的表面方塊電阻值低于其它所述部分的表面方塊電阻值，則所述一部分所對應(yīng)的所述區(qū)域的溫度高于其它所述區(qū)域的溫度。

可選的，所述外延層的材料為單晶硅。

可選的，所述襯底為硅襯底。

可選的，在所述步驟三中，采用四探針的方法測量49點的表面方塊電阻值，檢測所述外延層的表面方塊電阻值的分布情況。

可選的，

在所述步驟一中，提供兩個所述襯底，兩個所述襯底的摻雜元素相同；

在所述步驟二中，將其中一所述襯底以第一位置放入所述外延腔體生長所述外延層，將另一所述襯底以第二位置放入所述外延腔體生長所述外延層；

在所述步驟三中，檢測所述第一外延層的表面方塊電阻值的分布情況，并檢測所述第二外延層的表面方塊電阻值的分布情況；

在所述步驟四中，根據(jù)兩個所述襯底的外延層的表面方塊電阻值的分布情況判斷所述外延腔體的溫度分布情況。

可選的，在所述步驟四中：將所述第一外延層的表面方塊電阻值和所述第二外延層的表面方塊電阻值對應(yīng)疊加，并求平均值，得到平均表面方塊電阻值分布，根據(jù)所述平均表面方塊電阻值分布，得到所述外延腔體的溫度分布情況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的外延腔體溫度監(jiān)控方法具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的外延腔體溫度監(jiān)控方法中，包括：步驟一：提供至少一襯底，所述襯底中具有摻雜元素；步驟二：將所述襯底放入一外延腔體中，在所述襯底表面生長一外延層，在所述生長過程中，所述襯底不轉(zhuǎn)動；步驟三：檢測所述外延層的表面方塊電阻值的分布情況；步驟四：根據(jù)所述表面方塊電阻值的分布情況判斷所述外延腔體的溫度分布情況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)所述外延腔體的溫度分布情況，可以得到所述外延腔體內(nèi)各區(qū)域的溫度，從而可以針對所述外延腔體內(nèi)各區(qū)域分別進行調(diào)節(jié)溫度，使得所述外延腔體內(nèi)各區(qū)域的溫度保持一致，從而提高在所述外延腔體內(nèi)生長的外延層的質(zhì)量，避免或減少外延層中滑移線等缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例中外延腔體溫度監(jiān)控方法的流程圖；

圖2-圖4為本發(fā)明第一實施例中外延腔體溫度監(jiān)控方法的過程中的襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第一實施例中外延層的俯視圖；