[發明專利]一種功率芯片用外延片生產工藝

有效

• 申請號: 201610762782.1
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106252209B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王作義;胡寶平;陳小鐸;崔永明;馬洪文;白磊
• 申請（專利權）人: 四川廣瑞半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 郭受剛

1.一種功率芯片用外延片生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、清洗襯底硅片；

步驟2、將清洗后的硅片放入氣相生長裝置內，并將氣相生長裝置抽真空；

步驟3、向氣相生長裝置內輸入硅烷與磷烷的混合氣體；

步驟4、加熱，并使氣相生長裝置內部溫度維持在580℃～630℃，待硅片上淀積外延層厚度達到0.3～0.4μm時，停止加熱；

步驟5、采用氮氣沖洗氣相生長裝置內部腔體，然后靜置氣相生長裝置直至其內部溫度降至室溫，取出硅外延片成品；

所述步驟1中清洗襯底硅片具體包括以下步驟：

步驟1.1、將硅片放入濃硫酸與雙氧水按體積比1：1混合成的混合溶液中，采用0.8℃/s勻速升溫的方式將混合液升溫至100℃，并保持8min；

步驟1.2、將硅片取出放入雙氧水、氨水及去離子水按體積比1：1.2：5混合成的混合溶液中，采用0.8℃/s勻速升溫的方式將混合液升溫至75℃，并保持10min，然后取出硅片用去離子水沖洗；

步驟1.3、將硅片放入質量分數為15%的氫氟酸溶液中浸泡40s，再取出用去離子水清洗；

步驟1.4、將硅片放入雙氧水、鹽酸及去離子水按1：1.5：8混合成的混合溶液中，采用0.8℃/s勻速升溫的方式將混合液升溫至85℃，并保持18min，然后取出硅片用去離子水沖洗；

步驟1.5、再次將硅片放入質量分數為15%的氫氟酸溶液中浸泡40s，然后取出硅片。

2.根據權利要求1所述的一種功率芯片用外延片生產工藝，其特征在于，所述步驟2中抽真空后保持氣相生長裝置的真空度為10^-7Pa。

3.根據權利要求1所述的一種功率芯片用外延片生產工藝，其特征在于，所述步驟3中輸入的混合氣體中硅烷與磷烷的體積比為1：1。

4.根據權利要求1～3中任意一項所述的一種功率芯片用外延片生產工藝，其特征在于， 所述氣相生長裝置包括殼體（1）、封蓋（2）、支撐架（3）、泄壓組件（7）、加熱裝置（9）及真空泵（10），所述殼體（1）上端開口，封蓋（2）與殼體（1）連接且封閉殼體（1）的上端開口，殼體（1）構成有接通其內部的混合氣體入口（4）、氮氣入口（5）及排氣口（6），所述加熱裝置（9）設于殼體（1）內，真空泵（10）與殼體（1）內部接通；所述支撐架（3）包括矩形定位板（301）、頂桿（304）及支撐臂（305），所述矩形定位板（301）和頂桿（304）均設于殼體（1）內，矩形定位板（301）上端面內凹構成有矩形凹槽（302）、以及位于矩形凹槽（302）側壁上的矩形邊框支撐臺（303），所述矩形邊框支撐臺（303）上端面的水平高度低于矩形定位板（301）上端面的水平高度，所述頂桿（304）豎直設置且穿過矩形定位板（301）構成矩形凹槽（302）的區域，頂桿（304）上端端頭的直徑大于矩形定位板（301）穿過頂桿（304）部位的孔徑，所述支撐臂（305）豎直設置，其上端穿過殼體（1）底部且與矩形定位板（301）下端面固定連接；所述泄壓組件（7）設有泄氣入口（703）及與泄氣入口（703）接通的泄氣出口（704），所述泄氣入口（703）與殼體（1）內部接通，泄氣入口（703）與泄氣出口（704）接通的通道上設有泄壓腔（707）和助封組件，所述助封組件通過其自身彈性作用配合泄壓腔（707）內氣壓共同控制泄壓腔（707）與泄氣出口（704）之間通道在通、斷兩種狀態下轉換；

所述步驟二中將清洗后的硅片放入氣相生長裝置內時具體包括以下步驟：

步驟2.1、打開封蓋（2），控制支撐臂（305）帶動矩形定位板（301）下移，待頂桿（304）下端與殼體（1）內底部接觸后，再持續下移，直至頂桿（304）上端端頭部位水平高度高于矩形定位板（301）上端面水平高度，停止下移矩形定位板（301）；

步驟2.2、將硅片（8）放置于頂桿（304）上，再控制支撐臂（305）帶動矩形定位板（301）上移，直至硅片（8）設于矩形邊框支撐臺（303）上時，再持續上移，直至頂桿（304）下端不再與殼體（1）內底部接觸；停止上移；

步驟2.3、將封蓋（2）與殼體（1）密封連接；

所述步驟5取出硅外延片成品具體包括以下步驟：

打開封蓋（2），控制支撐臂（305）帶動矩形定位板（301）下移，待頂桿（304）下端與殼體（1）內底部接觸后，再持續下移，直至頂桿（304）上端端頭部位水平高度高于矩形定位板（301）上端面水平高度，停止下移矩形定位板（301），取出硅外延片成品。