重掺ph衬底薄层外延过渡区的调控方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及外延层的生长方法技术领域，尤其设及一种重渗PH衬底薄层外延过渡 区的调控方法。
【背景技术】
[0002] 对于重渗PH衬底低压M0S器件用外延材料新品开发，电阻率（四探针，4PP测试）的 测试结果受外延层过渡区影响大，过渡区越睹峭，4PP测试结果越高，过渡区越延缓，4PP测 试结果越低;对于一般的外延工艺来说，外延电阻率可W通过调整渗杂剂量进行调整，外延 厚度可W通过生长速率和生长时间进行调整，而外延过渡区还没有通用的方法进行调整。 随着集成电路的发展，大尺寸低压M0S器件用外延材料的市场需求越来越大，目前市场上对 于8英寸W上的低压M0S用外延材料需求量程井喷式发展。我们目前迫切需要一种能够准确 控制重渗PH衬底低压M0S外延材料过渡区的调整方法。
[0003] 外延生长过程中，过渡区的长度主要受外延炉型差异和生长溫度等因素的影响， 而对于同一炉型来说，在生长溫度相同的情况下，主要受制于生长速率的影响，生长速率越 高，过渡区越睹峭，生长速率越低，过渡区越延缓。常规的提升速率的方法，是加大TCS流量， 产生大量的Si的沉积来获得相对相对高的生长速率，运样的方式有Ξ方面的弊端，一是造 成大量TCS的浪费，二是容易产生晶体缺陷，造成良率降低，Ξ是获得过渡区睹峭幅度有限。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种重渗PH衬底薄层外延过渡区的调控方法， 所述方法在不改变TCS流量的情况下，通过调整VENT管路和腔体之间的压力匹配，影响外延 层生长速率，不会造成大量TCS的浪费，良率高，获得的外延层过渡区睹峭幅度大。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种重渗PH衬底薄层外延过 渡区的调控方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 固定衬底外延生长时单片外延生长系统的溫度和TCS流量； 2) 在衬底外延生长时，CAP层生长和外延层生长使用相同的渗杂工艺； 3) 在外延层生长时，改变单片外延生长系统中的VENT压力，使VENT压力大于或小于系 统的chamber压力，调节外延层过渡区的睹峭程度。
[0006] 进一步的技术方案在于:所述方法还包括： 外延生长前，对单片外延生长系统进行腐蚀和基座包娃处理的步骤，W及对衬底表面 进行前抛光HCL处理，去除衬底表面残留的局部缺陷和Si化的步骤。
[0007] 进一步的技术方案在于:所述方法还包括如下步骤： 通过调整VENT压力，改变外延层过渡区的睹峭程度，并分别对相应的外延片进行扩展 电阻剖面分析，使用四探针和生长速率共同监控重渗PH衬底低压M0S用外延片的过渡区的 睹峭程度，使得外延层过渡区的睹峭程度与实际器件的要求匹配。
[000引进一步的技术方案在于:采用ASM E2000型单片外延生长系统，红外线灯阵列福射 加热，高纯石墨基座为衬底载体，保护气为超高纯肥气，纯度达到99.999999%?上。
[0009] 进一步的技术方案在于：使用8英寸重渗PH衬底，晶向<100〉，电阻率0.001-0.0015ohm. cm，supersealing 背圭寸工艺。
[0010] 进一步的技术方案在于：固定单片外延生长系统的生长溫度为1135°C，并固定TCS 流量为7g/min。
[0011] 进一步的技术方案在于：外延生长前，对单片外延生长系统进行充分去除自渗处 理，在1190°C溫度下，通入大流量肥L气体20 slm/min，腐蚀掉残留的Si,并腐蚀基座上残留 的Si时，出流量设定为lOslm/min，腐蚀钟罩内壁上残留的Si时，加大H2流量至60slm/min。
[0012] 进一步的技术方案在于:在cap层生长与外延层生长之间进行一段时间的此吹扫 赶气。
[0013] 进一步的技术方案在于：在外延生长时，保持单片外延生长系统中chamber的压 力为79化orr不变，将系统中VENT压力，按照两个方向进行调整，一:将VENT压力调低，低至 与环境压力相同，即760torr，二:将VENT压力调高，根据ASM系统，最高调整至84化orr。
[0014] 进一步的技术方案在于:VENT压力的调整范围为76化orr-84化orr。
[0015] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述方法在不改变TCS流量的情况下， 通过调整VENT管路和腔体之间的压力匹配，影响外延层生长速率，从而影响和控制衬底至 外延层的过渡区长度，过渡区更睹峭，可W显著提高外延层边缘电阻率数值，降低系统自渗 影响，改善低压M0S器件的BVDS离散性。实际上VENT的压力越大，过渡区越睹峭，实际新品开 发过程中，可W根据实际需要调整VENT压力数值，使得外延片的过渡区与器件后道各项测 试数据目标相匹配，提高产品质量。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明所用的单片外延生长系统的结构示意图； 图2是所述单片外延生长系统VENT管路压力调整部位示意图； 图3是采用本发明所述方法生长的外延层过渡区分布曲线图； 图4是本发明的调节流程图； 其中：1、VENT压力表2、chamber压力表。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明，但是本发明还可W 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]实施例一 本发明公开了一种重渗PH衬底薄层外延过渡区的调控方法，包括如下步骤： 1)固定衬底外延生长时单片外延生长系统的溫度和TCS(S氯氨娃)流量。
[0020] 2)在衬底外延生长时，CAP层生长和外延层生长使用相同的渗杂工艺。
[0021] 3)在外延层生长时，改变单片外延生长系统中的VENT(排气)压力，使VENT压力大 于或小于系统的chamber (腔体)压力，调节外延层过渡区的睹峭程度。
[0022] 4)通过调整VENT压力，改变外延层过渡区的睹峭程度，并分别对相应的外延片进 行扩展电阻剖面分析，使用四探针和生长速率共同监控重渗PH衬底低压M0S用外延片的过 渡区的睹峭程度，使得外延层过渡区的睹峭程度与实际器件的要求匹配。