[發(fā)明專利]一種階躍恢復(fù)二極管用硅外延片的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710253915.7
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107012506B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明達(dá);陳濤;薛兵;李普生
• 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: C30B25/20
• 分類號: C30B25/20;C30B29/06;H01L21/02
• 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

1.一種階躍恢復(fù)二極管用硅外延片的制備方法，其特征在于，有如下步驟：

（1）、先利用純度≥99.99%的HCl氣體對外延爐的石墨基座進(jìn)行刻蝕，完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì)，刻蝕溫度設(shè)定為1130-1150℃，HCl氣體流量設(shè)定為1-3 L/min，HCl刻蝕時間設(shè)定為3-5 min，刻蝕完成后，隨即在基座表面重新生長一層無摻雜多晶硅，生長原料為SiHCl₃，氣體流量設(shè)定為14-16 L/min，生長時間設(shè)定為10-12 min；

（2）、向外延爐的基座片坑內(nèi)裝入硅單晶襯底片，依次利用純度均≥99.999%的氮?dú)夂蜌錃獯祾咄庋訝t反應(yīng)腔體，氣體流量設(shè)定為290-310 L/min，吹掃時間設(shè)定為10-12 min；

（3）、利用HCl氣體對硅單晶襯底片的表面進(jìn)行拋光，HCl流量設(shè)定為1L/min，拋光溫度設(shè)定為1130℃，拋光時間設(shè)定為1min；

（4）、使用氫氣進(jìn)行變流量吹掃，將雜質(zhì)不斷稀釋并排除出外延爐反應(yīng)腔體，氫氣流量變化范圍設(shè)定為40-400 L/min，氫氣流量從40 L/min上升到400 L/min，時間設(shè)定為0.5min，隨后在氫氣流量為400 L/min下進(jìn)行氣體吹掃，時間設(shè)定為5 min，然后將氫氣流量從400 L/min下降至40 L/min，時間設(shè)定為0.5min，隨后在氫氣流量為40 L/min下進(jìn)行氣體吹掃，時間設(shè)定為3min，完成一次變流量吹掃過程，總共進(jìn)行3次變流量吹掃過程；

（5）、用氫氣輸送氣態(tài)的SiHCl₃為生長原料，在硅單晶襯底片表面首先生長第一段外延層，以抑制襯底雜質(zhì)自擴(kuò)散過程，氫氣流量設(shè)定為290-310 L/min，SiHCl₃流量設(shè)定為14-16L/min，生長時間設(shè)定為20-30 sec，生長溫度設(shè)定為1100℃；

（6）、再次用氫氣進(jìn)行變流量吹掃，將雜質(zhì)不斷稀釋并排除出外延生長系統(tǒng)，氫氣流量變化范圍設(shè)定為40-400 L/min，氫氣流量從40 L/min上升到400 L/min，時間設(shè)定為0.5min，隨后在氫氣流量為400 L/min下進(jìn)行氣體吹掃，時間設(shè)定為5 min，然后將氫氣流量從400 L/min下降至40 L/min，時間設(shè)定為0.5min，隨后在氫氣流量為40 L/min下進(jìn)行氣體吹掃，時間設(shè)定為3min，完成一次變流量吹掃過程，總共需要進(jìn)行3次變流量過程；

（7）、利用SiHCl₃為生長原料進(jìn)行第二段外延層的生長，生長溫度設(shè)定為1130℃，氫氣流量設(shè)定為290-310 L/min，SiHCl₃流量設(shè)定為25-28 L/min，外延層的生長時間設(shè)定為1min20sec-1min30sec，外延爐基座轉(zhuǎn)速設(shè)定為4-5 r/min，基座頂盤的高度設(shè)定為40-50mm，外延爐設(shè)備的加熱感應(yīng)線圈的4#接線柱與5#接線柱相連接；

（8）、外延層生長完成后開始降溫，將氫氣和氮?dú)饬髁吭O(shè)定為290-310 L/min，依次吹掃外延爐反應(yīng)腔體10-12 min，然后將硅外延片從基座上取出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階躍恢復(fù)二極管用硅外延片的制備方法，其特征在于，所用的外延爐為PE2061S型常壓桶式外延爐。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階躍恢復(fù)二極管用硅外延片的制備方法，其特征在于，硅單晶襯底片的電阻率0.001-0.004 Ω?cm，其背面包覆有500 nm的氧化背封層。