[發明專利]8英寸薄層外延片、均勻性控制方法及應用

有效

• 申請號: 201710093514.X
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106876248B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 張志勤;陳秉克;趙麗霞;袁肇耿;薛宏偉;任麗翠;米姣
• 申請（專利權）人: 河北普興電子科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L29/06
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 王榮君

1.8英寸薄層外延片，其特征在于，外延片厚度在20um以內，電阻率在0-2Ω.cm之間；外延片厚度分布為中心向邊緣逐漸變厚，電阻率分布為中心向邊緣逐漸走高，最低點為中心，最高點在距外延片邊緣10mm處和距外延片邊緣6mm處，在上述兩處外延片的厚度和電阻率均大于半徑1/2處，在6mm處外延片厚度和電阻率的測試值的最小值均高于中心值以及半徑1/2處的均值，外延片的電阻率的均勻性在2％-3％之間，外延片的厚度均勻性在1％-2％之間。

2.如權利要求1所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，包括：

采用單片外延生長系統，紅外線燈陣列輻射加熱，高純石墨基座為硅片載體，保護氣體為超高純H₂氣體；

使用8英寸重摻As襯底，晶向<100>，電阻率0.001-0.003Ω.cm之間，背面使用SiO₂背封；

外延生長前，對單片外延生長系統進行充分去除自摻處理，在1180℃-1200℃溫度下，通入大流量HCL氣體15-25slm/min，腐蝕掉殘留的Si，腐蝕基座上殘留的Si時，H₂流量設定為5-15slm/min,腐蝕鐘罩內壁上殘留的Si時，加大H₂流量至40-80slm/min；

外延生長前，對襯底表面進行H₂烘烤和前拋光處理，烘烤溫度和時間設定為1160℃-1180℃和30s-50s，H₂流量為120-150slm/min；HCL流量設定為0.2-0.8slm/min，腐蝕時間為5-15s，H₂流量為120-150slm/min；

外延生長使用本征層覆蓋工藝，在本征層和外延層之間進行60±10秒的變H₂流量趕氣,然后在生長溫度和流量固定的情況下開始生長剩余的厚度；

使用低溫生長，生長溫度控制在1120℃-1130℃之間，邊緣溫度低于中心溫度不超過30℃；

使用的外延生長速率大于4um/min。

3.如權利要求2所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，采用TCS流量計，流量固定為15g/min，在此條件下，外延生長速率達到4um/min之上。

4.如權利要求2所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，所述生長溫度固定為1130℃。

5.如權利要求2所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，采用的單片外延生長系統為ASM E2000型單片外延生長系統。

6.如權利要求2所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，所述超高純H₂氣體的純度達到99.999999％以上。

7.如權利要求2所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法，其特征在于，所述單片外延生長系統預防性維護后連續生產時間不超過40天。

8.如權利要求2-7任一項所述的8英寸薄層外延片均勻性控制方法制備的外延片在低壓MOS器件中的應用。