一种VDMOS器件用薄Sb衬底上制备厚层外延的方法与流程

文档序号:11869352阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种VDMOS器件用薄Sb衬底上制备厚层外延的方法,其特征在于:步骤如下,

第一步:外延炉石墨基座下方的感应线圈的底端设有9组距离可调的调节杆,分别命名为4#~12#,通过旋转调节杆来顶起或拉低线圈的位置,调整线圈每个部分与石墨基座之间的间距,进而改善基座的温度均匀性,4#调节杆的刻度值设定为-6~-10,5#调节杆的刻度值设定为-10~-15,6#调节杆的刻度值设定为-25~-30,7#调节杆的刻度值设定为-25~-30,8#调节杆的刻度值设定为0~+3,9#调节杆的刻度值设定为-25~-30,10#调节杆的刻度值设定为-25~-30,11#调节杆的刻度值设定为0~+3,12#调节杆的刻度值设定为0~+3;

第二步:利用氯化氢HCl气体在高温下对外延炉基座进行刻蚀抛光,去除基座上的残余沉积物质,抛光温度设定为1070~1100℃,通入HCl气体流量设定为3~5 L/min,刻蚀时间设定为7~12 min;

第三步:向外延炉基座片坑内装入硅衬底片,利用HCl气体对硅衬底片表面进行抛光,采用氢气输送HCl气体的方式进入反应腔室,氢气流量设定为100~150 L/min,HCl流量设定为1~3 L/min,气抛温度设定为1070~1100℃,温度上升时间设定为8~10 min,稳定气抛时间设定为1~2 min;

第四步:采用大流量氢气对硅衬底片表面进行吹扫,将HCl腐蚀产生的副产物去除出腔体外,氢气流量设定为220~250 L/min,时间设定为5~8 min;

第五步:在硅片上生长一层很薄的本征外延层,对硅片表面起到自封闭作用,阻止衬底杂质的进一步向外挥发,抑制自掺杂效应,然后进行VDMOS器件需要的掺杂外延层的生长,本征外延层生长温度设定为1040~1070℃,用氢气输送气态三氯氢硅SiHCl3进入反应腔室,氢气流量控制在100~150 L/min,三氯氢硅流量设定为10~15 g/min,本征外延层生长速率控制在2.0~2.5 μm/min,三氯氢硅预先排空时间设定为1~3 min,稳定生长时间控制在0.3~0.5 min;

第六步:进行掺杂外延层的生长,外延炉基座转速控制在3.0~5.0 r/min,生长温度设定为1040~1060℃,用氢气输送气态三氯氢硅和磷烷掺杂剂进入反应腔室,氢气流量控制在100~150 L/min,三氯氢硅流量设定为15~17 g/min,磷烷流量设定为65~67 sccm,预先排空时间设定为1~3 min,掺杂外延层生长速率控制在2.5~2.8 μm/min;

第七步:掺杂外延层生长达到预定厚度后开始降温,降温时间设定为8~10 min,然后将外延片从基座上取出;

第八步:利用傅里叶红外光谱仪对外延片的厚度进行测量,在设置中测试模式选择标准外延反射干涉法,片子尺寸选择“150 mm”,红外光谱在每个点的扫描次数设置为“2-4次”,红外光谱的扫描分辨率“2.0-4.0 cm-1”,记录中心点,上、下、左、右四个距边缘10 mm的位置以及上、下、左、右四个1/2半径位置,共计九个测试点的厚度,从而获得硅外延片的平均厚度及其均匀性,利用强光灯对外延层的边缘滑移线、崩边、损伤情况进行目检;

所用的外延炉为PE-3061D型常压平板式外延。

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