[發明專利]一種肖特基器件用硅外延片的制備方法

有效

• 申請號: 202010341314.3
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111463115B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 唐發俊;李明達;王楠;趙揚
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所;中電晶華（天津）半導體材料有限公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 李美英

1.一種肖特基器件用硅外延片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）硅外延爐反應腔體內的圓盤式基座的溫度設定為1160~1180 ℃，通入氯化氫氣體，氯化氫氣體流量設定為18~20 L/min，在高溫下對基座上殘余沉積物質進行刻蝕，刻蝕時間設定為50~60 sec；

（2）將主工藝氫氣流量設定為95 L/min，攜帶氣態三氯氫硅進入硅外延爐反應腔體，三氯氫硅流量設定為13.5~14.0 L/min，三氯氫硅通入反應腔體內的時間設定為20~30 sec，在基座表面沉積一層無摻雜的致密多晶硅；

（3）將基座溫度降低至600 ℃，向硅外延爐反應腔體內圓盤式基座上裝入電阻率不高于0.004 Ω·cm，直徑為200 mm的硅襯底片；

（4）基座升溫至1160℃，對硅襯底片的表面進行高溫烘焙，時間設定為1~2 min；

（5）將硅襯底片溫度降低至1115~1125 ℃，通入主工藝氫氣對硅外延爐反應腔體進行吹掃，主工藝氫氣流量為95 L/min，吹掃時間設定為25~45 sec；

（6）主工藝氫氣流量設定為95 L/min，攜帶氣態三氯氫硅進入硅外延爐反應腔體，三氯氫硅流量設定為6~14 L/min，基座下部流入與主工藝氫氣流動方向相反的輔助氫氣，輔助氫氣流量設定為26 L/min，三氯氫硅在管路中的排空時間為25~30 sec，三氯氫硅通入反應腔體內的時間設定為15~22 sec，基座轉速設定為32~36 r/min，反應腔體的上石英壁的溫度不高于560 ℃，內區與外區進氣的流量閥開度的比值設定為1.5~2.5，內區與外區的紅外燈泡的加熱功率分配比例設定為46%:54%~52%:48%；

（7）通入主工藝氫氣對硅外延爐反應腔體進行吹掃，主工藝氫氣流量為95 L/min，吹掃時間設定為25~45 sec；

（8）進行硅外延層生長，主工藝氫氣流量設定為95 L/min，攜帶氣態三氯氫硅進入硅外延爐反應腔體，三氯氫硅流量設定為6~14 L/min，基座下部流入與主工藝氫氣流動方向相反的輔助氫氣，輔助氫氣流量設定為26 L/min，同時稀釋氫氣攜帶磷烷氣體組成的混合氣，通入硅外延爐反應腔體，稀釋氫氣流量設定為20 L/min，磷烷氣體規格為50 ppm，在混合氣中的占比率設定為35%~70%，混合氣流量設定為22~115 sccm，三氯氫硅與混合氣在管路中的排空時間為25~30 sec，生長時間設定為22~30 sec，基座轉速設定為32~36 r/min，反應腔體的上石英壁的溫度不高于560 ℃，內區與外區進氣的流量閥開度的比值設定為1.5~2.5，內區與外區的紅外燈泡的加熱功率分配比例設定為46%:54%~52%:48%；

（9）硅外延層生長完成后，降溫至60 ℃后從基座上取出，硅外延片的硅外延層厚度、電阻率指標均采用5點測試法，5點測試位置為中心點和四周距邊緣6mm的位置，所述硅外延層的厚度5點均值為3.5~4.0 μm，電阻率5點均值為0.8~1.2 Ω·cm；

所用的硅外延爐為AM Pronto型常壓硅外延爐。