[發(fā)明專利]一種快速恢復(fù)二極管用硅外延片的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410570481.X
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104319235B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文林;李揚(yáng);高航;李明達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/329
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司12105
• 代理人: 王鳳英

1.一種快速恢復(fù)二極管用硅外延片的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一.先利用HCl在高溫下對PE-2061S型常壓桶式外延爐基座進(jìn)行刻蝕，以去除基座上的殘余沉積物質(zhì)，溫度設(shè)定為1120~1150℃，HCl氣體純度≥99.99%，HCl氣體流量設(shè)定為1~3 L/min，刻蝕時(shí)間設(shè)定為3~5 min，隨后對基座重新包上一層本征多晶硅，生長原料為三氯氫硅氣體，三氯氫硅氣體純度≥99.95%，流量設(shè)定為30~35 g/min，時(shí)間設(shè)定為10~15 min；

步驟二.在外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅襯底片，依次利用氮?dú)夂蜌錃獯祾咄庋訝t反應(yīng)腔體8~10分鐘，氮?dú)夂蜌錃鈿怏w純度均≥99.999%，氣體流量設(shè)定為100~150 L/min；

步驟三.對硅襯底片表面進(jìn)行氣相拋光，采用氫氣輸送拋光氣體HCl進(jìn)入反應(yīng)腔室，氫氣流量設(shè)定為250~300 L/min，氫氣氣體純度≥99.999%，HCl流量設(shè)定為1~3 L/min，溫度設(shè)定為1150~1200℃，拋光時(shí)間設(shè)定為2~3 min；

步驟四.在氫氣環(huán)境下對硅襯底片進(jìn)行高溫烘焙，以去除襯底表面的雜質(zhì)，氫氣氣體流量設(shè)定為280~320 L/min，氫氣氣體純度≥99.999%，烘焙溫度設(shè)定為1120~1150℃，烘焙時(shí)間設(shè)定為2~5 min；

步驟五.在硅襯底上生長硅本征層，生長溫度設(shè)定為1120~1150℃，采用氫氣輸送生長原料三氯氫硅氣體進(jìn)入反應(yīng)腔室，氫氣流量設(shè)定為250~300 L/min，氫氣氣體純度≥99.999%，三氯氫硅流量設(shè)定為14~16 g/min，三氯氫硅氣體純度≥99.95%，生長速率控制在0.6~1 μm/min，生長時(shí)間為1~3 min；

步驟六.采用HCl氣體刻蝕掉受自摻雜嚴(yán)重的本征層表層，減小自摻雜效應(yīng)，HCl流量設(shè)定為3~5 L/min，HCl氣體純度≥99.99%，拋光時(shí)間設(shè)定為10~12 min；

步驟七.進(jìn)行所需摻雜外延層的生長，生長溫度設(shè)定為1120~1150℃，外延爐基座轉(zhuǎn)速控制在2.0~3.0 r/min，外延爐的基座頂盤距基座的高度控制在45~50 mm，用氫氣輸送三氯氫硅和摻雜劑PH₃氣體進(jìn)入反應(yīng)腔室，氫氣流量控制在300~350 L/min，氫氣氣體純度≥99.999%，三氯氫硅流量設(shè)定為25~30 g/min，三氯氫硅氣體純度≥99.95%，摻雜劑PH₃的純度為50ppm，PH₃流量設(shè)定為32~34 sccm，摻雜外延層生長速率控制在1~1.2 μm/min；

步驟八.摻雜外延層生長達(dá)到預(yù)定厚度后降溫，將氮?dú)夂蜌錃饬髁吭O(shè)定為100~150 L/min，氮?dú)夂蜌錃鈿怏w純度均≥99.999%，吹掃外延爐反應(yīng)腔室5~10分鐘；

步驟九.將外延片從基座上取出，利用紅外線測試法對外延層的厚度及均勻性進(jìn)行測量，利用CV測試法對硅外延片的電阻率及其均勻性進(jìn)行測量，利用擴(kuò)展電阻技術(shù)測量外延層的過渡區(qū)的寬度。