[發(fā)明專利]一種改善超重?fù)紹襯底外延后WARP的工藝方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211257385.0
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115662878A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓少鋒;經(jīng)尚宸;黃星博;李仕權(quán);黃春峰;曹錦偉;孫晨光;王彥君
• 申請（專利權(quán)）人: 中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體材料有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C16/44
• 代理公司: 蘇州高專知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32474
• 代理人: 冷泠

本發(fā)明公開了一種改善超重?fù)紹襯底外延后WARP的工藝方法，其改善工藝方法包括以下步驟：S1、首先在進(jìn)行超重?fù)絇h襯底外延加工前，需要對超重?fù)絇h襯底外延生長系統(tǒng)進(jìn)行腐蝕和基座包硅處理，并且需要對超重?fù)絇h襯底表面進(jìn)行前拋光處理，去除超重?fù)絇h襯底表面殘留的局部瑕疵和不平整處；S2、其次需要將超重?fù)絇h襯底放入的加熱設(shè)備內(nèi)部，進(jìn)行實時升溫到一定范圍值的溫度區(qū)域內(nèi)，向爐內(nèi)通入大流量氫氣，用化學(xué)氣相沉積法生長一層本征外延層，再次通入大流量氫氣沖洗，進(jìn)行第二階段的生長，直到外延層的厚度達(dá)到要求。本發(fā)明能夠有效的實現(xiàn)超重?fù)紹 Res≤1mohm?cm外延WARP改善，由＞60um降低為＜30um，使外延長膜過程中產(chǎn)生的應(yīng)力得到釋放，進(jìn)而有效的降低了外延后WARP。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超重?fù)紹襯底外延后WARP改善技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種改善超重?fù)紹襯底外延后WARP的工藝方法。

背景技術(shù)

對于重?fù)絇H襯底低壓MOS器件用外延材料新品開發(fā)，電阻率(四探針，4PP測試)的測試結(jié)果受外延層過渡區(qū)影響大，過渡區(qū)越陡峭，4PP測試結(jié)果越高，過渡區(qū)越延緩，4PP測試結(jié)果越低；對于一般的外延工藝來說，外延電阻率可以通過調(diào)整摻雜劑量進(jìn)行調(diào)整，外延厚度可以通過生長速率和生長時間進(jìn)行調(diào)整。

目前超重?fù)紹襯底外延，由于襯底電阻率低及Si-B鍵長遠(yuǎn)小于Si-Si鍵，導(dǎo)致外延長膜過程中外延層應(yīng)力難以釋放進(jìn)而影響WARP，常規(guī)外延長膜溫度難以使此應(yīng)力得到釋放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改善超重?fù)紹襯底外延后WARP的工藝方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的目前超重?fù)紹襯底外延，由于襯底電阻率低及Si-B鍵長遠(yuǎn)小于Si-Si鍵，導(dǎo)致外延長膜過程中外延層應(yīng)力難以釋放進(jìn)而影響WARP，常規(guī)外延長膜溫度難以使此應(yīng)力得到釋放的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種改善超重?fù)紹襯底外延后WARP的工藝方法，其改善工藝方法包括以下步驟：

S1、首先在進(jìn)行超重?fù)絇h襯底外延加工前，需要對超重?fù)絇h襯底外延生長系統(tǒng)進(jìn)行腐蝕和基座包硅處理，并且需要對超重?fù)絇h襯底表面進(jìn)行前拋光處理，去除超重?fù)絇h襯底表面殘留的局部瑕疵和不平整處。

S2、其次需要將超重?fù)絇h襯底放入的加熱設(shè)備內(nèi)部，進(jìn)行實時升溫到一定范圍值的溫度區(qū)域內(nèi)，向爐內(nèi)通入大流量氫氣，用化學(xué)氣相沉積法生長一層本征外延層，再次通入大流量氫氣沖洗，進(jìn)行第二階段的生長，直到外延層的厚度達(dá)到要求。

S3、最后在超重?fù)絇h襯底外延層生長時，進(jìn)行實時調(diào)節(jié)襯底外延生長時超重?fù)絇h襯底外延生長系統(tǒng)的溫度，使得超重?fù)絇h襯底外延加工過程始終保持高溫環(huán)境，在超重?fù)絇h襯底外延生長時，CAP層生長和外延層生長使用相同的摻雜工，進(jìn)而實現(xiàn)對超重?fù)絇h襯底外沿進(jìn)行實時加工。

優(yōu)選的，所述加熱設(shè)備內(nèi)部升溫的范圍區(qū)域值為20至30攝氏度左右，且加熱升溫的時間為30秒。

優(yōu)選的，所述加熱設(shè)備內(nèi)部加熱升溫過程通入的氫氣量與超重?fù)絇h襯底的量之間的比例為70:1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明與傳統(tǒng)的工藝方法相比，本發(fā)明采用外延長膜后高溫Baking工藝比常規(guī)外延工藝提高20～30C，Baking時間為＞30S，實現(xiàn)超重?fù)紹 Res≤1mohm-cm外延WARP改善，由＞60um降低為＜30um，使外延長膜過程中產(chǎn)生的應(yīng)力得到釋放，進(jìn)而有效的降低了外延后WARP。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實驗比例表；

圖2為本發(fā)明的實驗數(shù)據(jù)表。

具體實施方式