专利名称：一种准减压外延生长方法
技术领域：
本发明涉及硅外延生长技术领域，特别是涉及一种准减压外延生长方法。
背景技术：
硅外延是在表面平整的单晶硅片上通过化学气相反应沉积一定厚度的单晶硅层，化学反应是=SiH2CL2 — Si (沉积)+HCL。根据外延反应压力的不同可以分为常压式外延(反应腔体的压力控制在低于大气压l_20torr,主要用于普通的娃外延)；减压式外延(反应腔体的压力控制20-100torr ;主要用于埋层图形硅外延)。埋层外延是指在刻有图形的硅衬底片生长一层硅单晶(埋层衬底一般是通过离子注入和光刻制作而成)，其主要目的是提高器件的电学品质。图形漂移和图形畸变是衡量埋层外延质量好坏的两个重要参数。图形漂移指的是经外延生长后的图形相对于原衬底基底图形的在方位上的移动；图形畸变是指经外延生长后的图形相对原衬底基底图形的增大或缩小，变模糊或边缘变得不锐利。硅外延后的反应副产物HCL对埋层边缘的择优腐蚀是导致埋层外延图形畸变和图形漂移的重要因素。减压外延是改善图形漂移和图形畸变的重要方法；其通过减少反应过程副产物HCL的分压，来抑制HCL对埋层边缘的择优腐蚀。通常的减压外延体系的实现是通过在反应体系的排气端加上一个真空泵来实现的，但是若要增加真空泵势必使整个系统变得复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种准减压外延生长方法，克服利用传统减压外延工艺时，需要复杂的减压设备问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种准减压外延生长方法，在常压反应系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气，以三氯氢硅和氢气为反应气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态。所述常压反应系统的反应压力控制在低于大气压3torr-20torr之间。所述氩气和反应气体的体积比例控制在10 1-50 I之间。所述常压反应系统的生长速率为0. 5—1. 5um/min。所述常压反应系统的生长温度为1080-1120°C。
有益效果由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本发明通过在常压硅外延生长系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态，从而达到减压外延的效果。通过此方法，克服了传统减压外延所需要的复杂的减压设备问题。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的实施方式涉及一种准减压外延生长方法，在常压反应系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气，以三氯氢硅和氢气为反应气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态。
根据化学反应平衡的原理，在等温等容的条件下，在反应体系中引入惰性气体，体系所处的化学平衡态不变。对于本发明的反应系统而言，就相当于在减压系统引入惰性气体氩气，使系统反应的压力升到常压，而新建立的常压系统下的化学反应平衡仍维持在原减压反应系统的所处的化学平衡态，从而实现利用常压系统来完成减压外延的目的。化学平衡是指在一个反应体系中，当正反应速度和逆反应速度相等时，体系所处的状态。在温度和体积一定下的反应体系中，引入不参与反应的惰性气体，反应体系所处的化学平衡态不会改变。为能够更好的达到减压外延的效果，本发明还可以采用如下的外延系统和工艺步骤(I)该准减压系统的压力控制在低于大气压3tOrr-20tOrr之间，即将常压反应系统的反应压力控制在低于大气压3torr-20torr之间。(2)氩气和反应气体的体积比例控制在10 1—50 I之间；常压反应系统的生长速率为0. 5—1. 5um/min ;常压反应系统的生长温度为1080-1120°C。表I是采用本发明的方法生长的埋层图形片与采用常规减压外延系统生长的埋层图形片的关键参数对比(采用晶向〈111〉偏3度衬底做外延)
权利要求
1.一种准减压外延生长方法，其特征在于，在常压反应系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气，以三氯氢硅和氢气为反应气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态。
2.根据权利要求I所述的准减压外延生长方法，其特征在于，所述常压反应系统的反应压力控制在低于大气压3torr_20torr之间。
3.根据权利要求I所述的准减压外延生长方法，其特征在于，所述氩气和反应气体的体积比例控制在10 1—50 I之间。
4.根据权利要求I所述的准减压外延生长方法，其特征在于，所述常压反应系统的生长速率为 0. 5—1. 5um/min。
5.根据权利要求I所述的准减压外延生长方法，其特征在于，所述常压反应系统的生长温度为1080-1120°C。
全文摘要
本发明涉及一种准减压外延生长方法，在常压反应系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气，以三氯氢硅和氢气为反应气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态。本发明通过在常压硅外延生长系统中，以惰性气体氩气为载气和填充气体，来达到减压外延条件下反应系统所处的平衡状态，从而达到减压外延的效果。通过此方法，克服了传统减压外延所需要的复杂的减压设备问题。
文档编号C30B25/16GK102618923SQ20121010560
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者张世波, 李慎重, 梁兴勃, 王震, 田达晰, 陈华 申请人:浙江金瑞泓科技股份有限公司