一种功率芯片用外延片生产工艺的制作方法

文档序号:12062329阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、清洗衬底硅片;

步骤2、将清洗后的硅片放入气相生长装置内,并将气相生长装置抽真空;

步骤3、向气相生长装置内输入硅烷与磷烷的混合气体;

步骤4、加热,并使气相生长装置内部温度维持在580℃~630℃,待硅片上淀积外延层厚度达到0.3~0.4μm时,停止加热;

步骤5、采用氮气冲洗气相生长装置内部腔体,然后静置气相生长装置直至其内部温度降至室温,取出硅外延片成品。

2.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤1中清洗衬底硅片具体包括以下步骤:

步骤1.1、将硅片放入浓硫酸与双氧水按体积比1:1混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至100℃,并保持8min;

步骤1.2、将硅片取出放入双氧水、氨水及去离子水按体积比1:1.2:5混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至75℃,并保持10min,然后取出硅片用去离子水冲洗;

步骤1.3、将硅片放入质量分数为15%的氢氟酸溶液中浸泡40s,再取出用去离子水清洗;

步骤1.4、将硅片放入双氧水、盐酸及去离子水按1:1.5:8混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至85℃,并保持18min,然后取出硅片用去离子水冲洗;

步骤1.5、再次将硅片放入质量分数为15%的氢氟酸溶液中浸泡40s,然后取出硅片。

3.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤2中抽真空后保持气相生长装置的真空度为10-7Pa。

4.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤3中输入的混合气体中硅烷与磷烷的体积比为1:1。

5.根据权利要求1~4中任意一项所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于, 所述气相生长装置包括壳体(1)、封盖(2)、支撑架(3)、泄压组件(7)、加热装置(9)及真空泵(10),所述壳体(1)上端开口,封盖(2)与壳体(1)连接且封闭壳体(1)的上端开口,壳体(1)构成有接通其内部的混合气体入口(4)、氮气入口(5)及排气口(6),所述加热装置(9)设于壳体(1)内,真空泵(10)与壳体(1)内部接通;所述支撑架(3)包括矩形定位板(301)、顶杆(304)及支撑臂(305),所述矩形定位板(301)和顶杆(304)均设于壳体(1)内,矩形定位板(301)上端面内凹构成有矩形凹槽(302)、以及位于矩形凹槽(302)侧壁上的矩形边框支撑台(303),所述矩形边框支撑台(303)上端面的水平高度低于矩形定位板(301)上端面的水平高度,所述顶杆(304)竖直设置且穿过矩形定位板(301)构成矩形凹槽(302)的区域,顶杆(304)上端端头的直径大于矩形定位板(301)穿过顶杆(304)部位的孔径,所述支撑臂(305)竖直设置,其上端穿过壳体(1)底部且与矩形定位板(301)下端面固定连接;所述泄压组件(7)设有泄气入口(703)及与泄气入口(703)接通的泄气出口(704),所述泄气入口(703)与壳体(1)内部接通,泄气入口(703)与泄气出口(704)接通的通道上设有泄压腔(707)和助封组件,所述助封组件通过其自身弹性作用配合泄压腔(707)内气压共同控制泄压腔(707)与泄气出口(704)之间通道在通、断两种状态下转换;

所述步骤二中将清洗后的硅片放入气相生长装置内时具体包括以下步骤:

步骤2.1、打开封盖(2),控制支撑臂(305)带动矩形定位板(301)下移,待顶杆(304)下端与壳体(1)内底部接触后,再持续下移,直至顶杆(304)上端端头部位水平高度高于矩形定位板(301)上端面水平高度,停止下移矩形定位板(301);

步骤2.2、将硅片(8)放置于顶杆(304)上,再控制支撑臂(305)带动矩形定位板(301)上移,直至硅片(8)设于矩形边框支撑台(303)上时,再持续上移,直至顶杆(304)下端不再与壳体(1)内底部接触;停止上移;

步骤2.3、将封盖(2)与壳体(1)密封连接;

所述步骤5取出硅外延片成品具体包括以下步骤:

打开封盖(2),控制支撑臂(305)带动矩形定位板(301)下移,待顶杆(304)下端与壳体(1)内底部接触后,再持续下移,直至顶杆(304)上端端头部位水平高度高于矩形定位板(301)上端面水平高度,停止下移矩形定位板(301),取出硅外延片成品。

6.根据权利要求5所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述顶杆(304)的数量为多根,多根顶杆(304)在同一圆周上等间距排布。

7.根据权利要求5所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述泄压组件(7)包括底座(701)、盖板(702)、助封弹簧(705)、隔膜(706)、压板(708)、隔膜压套(709)及调节件(710),所述盖板(702)与底座(701)连接且与底座(701)之间构成有空腔一,所述助封弹簧(705)、隔膜(706)、压板(708)、隔膜压套(709)及调节件(710)均设于空腔一内,隔膜压套(709)下端与空腔一内底部固定连接,隔膜(706)周边密封固定于盖板(702)与隔膜压套(709)之间,所述泄压腔(707)的底部由隔膜(706)构成,所述泄气出口(704)设于隔膜(706)正上方,所述压板(708)连接固定于隔膜(706)下端面,所述弹簧调节件(710)与膈膜压套(709)螺牙连接,助封弹簧(705)上下两端分别作用于压板(708)和弹簧调节件(709);所述助封弹簧(705)、隔膜(706)、压板(708)、隔膜压套(709)及调节件(710)共同形成助封组件。

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