CN101783289A - 反型外延片制备方法 - Google Patents

反型外延片制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101783289A
CN101783289A CN 201010120709 CN201010120709A CN101783289A CN 101783289 A CN101783289 A CN 101783289A CN 201010120709 CN201010120709 CN 201010120709 CN 201010120709 A CN201010120709 A CN 201010120709A CN 101783289 A CN101783289 A CN 101783289A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
preparation
trichlorosilane
flowing quantity
epitaxial wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010120709
Other languages
English (en)
Other versions
CN101783289B (zh
Inventor
赵丽霞
高国智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Puxing Electronic Science & Technology Co Ltd Hebei
Original Assignee
Puxing Electronic Science & Technology Co Ltd Hebei
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Puxing Electronic Science & Technology Co Ltd Hebei filed Critical Puxing Electronic Science & Technology Co Ltd Hebei
Priority to CN2010101207097A priority Critical patent/CN101783289B/zh
Publication of CN101783289A publication Critical patent/CN101783289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101783289B publication Critical patent/CN101783289B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及一种外延片制备方法，尤其涉及一种在P型衬底上制备N型外延层的反型外延片的制备方法。该方法打破传统工艺中制备外延片时温度和氢气流量保持不变的制备方法，在制备本征阻挡层时提高了单片炉炉内的温度和通入氢气的流量，使大量的系统杂质被带出反应室，增加系统洁净度，保证了本征阻挡层高的电阻率，即使生长的本征阻挡层纯度更高，阻挡衬底杂质外扩的能力更强。

Description

反型外延片制备方法
技术领域
本发明涉及一种外延片制备方法，尤其涉及一种在P型衬底上制备N型外延层的反型外延片的制备方法。
背景技术
反型外延片是指在P型衬底上制备N型外延层的外延片。目前，生产中采用的制备工艺为：当炉温达到800～950℃用机械手将硅片放置在炉内，通以氢气，氢气流量一直保持在20～80L/min的范围内，然后升温至1140～1150℃，烘烤后通以氯化氢，进行气相抛光；关闭氯化氢，通以三氯氢硅生产本征阻挡层；关闭三氯氢硅，用氢气去除净炉内的杂质气体后再次通入三氯氢硅和PH3，生长外延层，最后将温度降至800～950℃用机械手将硅片取出。此种制备工艺在生长外延层时由于N型杂质的影响导致在外延层和衬底的界面即PN结之后存在一个扩展电阻较外延层表面稍小的区域，由于这一区域的存在会产生以下问题：埋层外延后，在后续实施硼隔离时，由于这一区域N型杂质离子的浓度很高，至使同样剂量的硼无法隔离通，至使后续掺杂的P型区域不能穿通N型区域和下面的P型区域相连，从而造成短路，使器件失效；另外在用四探针监测外延层薄膜电阻率时，因为该层低电阻率区域的存在，把高电阻率的外延层短路，至使该方法测试外延层电阻率不能适用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种外延片制备方法，该方法中在生长本征阻挡层时通过提高炉内温度及氢气流量，以解决目前PN结处扩展电阻较外延层表面小的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种反型外延片制备方法，该方法通过将P型衬底硅片放置在单片炉中，通以氢气，在氢气气氛下沉积本征阻挡层及外延层，具体包括以下步骤：
1)在单片炉中通以氢气，在800～950℃下用机械手将硅片放置到单片炉中，将温度升温至1140～1150℃，氢气流量：20～80L/min；
2)烘烤去除氧化层；通以氯化氢进行化学气相抛光；
3)通以三氯氢硅生长本征阻挡层，三氯氢硅流量：3～8L/min；
4)关闭三氯氢硅，赶气50～120秒；
5)通以三氯氢硅和PH3的混合气体生长外延层，三氯氢硅流量：12～18L/min；
6)降温至800～950℃下机械手取片，氢气流量降至10～40L/min；
其中：生长本征阻挡层时将炉温升至1170～1210℃，氢气流量增大至100～200L/min；生长外延层时，炉温再降至1140～1150℃，氢气流量降至20～80L/min。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：气相抛光后，通过提高单片炉炉内温度，加大氢气流量，使大量的系统杂质(如沉积在基座上、钟罩内壁等处N型杂质)被带出单片炉，增加系统洁净度，在高温及大流量氢气、小硅源流量下生长本征阻挡层，保证了本征阻挡层高的电阻率，也就是使生长的本征阻挡层纯度更高，阻挡衬底杂质外扩的能力更强；在生长本征阻挡层后，高温且氢气大流量赶气，将杂质带出单片炉，减少杂质对衬底和本征组成层的影响，提高了本征电阻率，从而增大了PN结处扩展电阻的电阻率。
附图说明
图1是本发明反型外延片的结构示意图；
图2是现有生产工艺制备的反型外延片的扩展电阻变化图；
图3是利用本发明提供的方法制备的反型外延片的扩展电阻变化图；
图中：1-P型衬底硅片，2-本征阻挡层，3-N型外延层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
1)在单片炉中通以氢气，在800～950℃下用机械手将P型衬底硅片放置到单片炉中，将温度升温至1140℃，氢气流量20L/min；
2)烘烤去除氧化层，时间为1min，氢气流量20L/min；
3)通以氯化氢进行化学气相抛光，时间1min，氯化氢流量0.3L/min，氢气流量20L/min；
4)将单片炉炉温升至1170℃，氢气流量提高为100L/min；
5)通以三氯氢硅生长本征阻挡层，三氯氢硅流量：3L/min，生长时间为10秒；生产的本征阻挡层为单晶本征硅；
6)关闭三氯氢硅，温度保持在1170℃范围内，氢气流量为100L/min下赶气50秒；
7)将炉温降至1140℃，氢气流量减小为20L/min；
8)通入三氯氢硅和PH3的混合气体生长N型外延层，三氯氢硅流量：12L/min，PH3的流量根据客户对外延层电阻率的要求进行调整；
9)降温至800下用机械手将P型衬底硅片取片，氢气流量降至10L/min。
实施例二
1)在单片炉中通以氢气，在950℃下用机械手将P型衬底硅片放置到单片炉中，将温度升温至1150℃，氢气流量80L/min；
2)烘烤去除氧化层，时间为3min，氢气流量80L/min；
3)通以氯化氢进行化学气相抛光，时间1min，氯化氢流量1L/min，氢气流量80L/min；
4)将单片炉炉温升至1210℃，氢气流量提高为200L/min；
5)通以三氯氢硅生长本征阻挡层，三氯氢硅流量：8L/min，生长时间为60秒；生产的本征阻挡层为单晶本征硅；
6)关闭三氯氢硅，温度保持在1210℃范围内，氢气流量为200L/min下赶气120秒；
7)将炉温降至1150℃，氢气流量减小为80L/min；
8)通入三氯氢硅和PH3的混合气体生长N型外延层，三氯氢硅流量：18L/min，PH3的流量根据客户对外延层电阻率的要求进行调整；
9)降温至950℃下用机械手将P型衬底硅片取片，氢气流量降至40L/min。
实施例三
1)在单片炉中通以氢气，在900℃下用机械手将P型衬底硅片放置到单片炉中，将温度升温至1145℃，氢气流量60L/min；
2)烘烤去除氧化层，时间为2min，氢气流量60L/min；
3)通以氯化氢进行化学气相抛光，时间1min，氯化氢流量0.7L/min，氢气流量60L/min；
4)将单片炉炉温升至1200℃，氢气流量提高为150L/min；
5)通以三氯氢硅生长本征阻挡层，三氯氢硅流量：6L/min，生长时间为40秒；生产的本征阻挡层为单晶本征硅；
6)关闭三氯氢硅，温度保持在1200℃范围内，氢气流量为150L/min下赶气80秒；
7)将炉温降至1145℃，氢气流量减小为60L/min；
8)通入三氯氢硅和PH3的混合气体生长N型外延层，三氯氢硅流量：15L/min，PH3的流量根据客户对外延层电阻率的要求进行调整；
9)降温至900℃下用机械手将P型衬底硅片取片，氢气流量降至30L/min。
上述三个实施例均可以解决目前PN结处扩展电阻较外延层表面小的问题。
本发明提供的制备工艺中，在气相抛光完后，在温度为1170～1210℃及100～200L/min的氢气流量下生长本征阻挡层，炉内温度较抛光时提高了20～60℃，并加大氢气流量至原来氢气流量的2倍以上，使大量的系统杂质被带出反应室，增加系统洁净度，保证了本征阻挡层高的电阻率，即使生长的本征阻挡层纯度更高，阻挡衬底杂质外扩的能力更强；其中，高温能使滞留在气氛中的杂质被带走，使本征电阻率变高；大流量氢气可以降低生长速率，同时使滞留在气氛中的杂质被带走，使本征电阻率升高；小硅源生长可降低生长速率，使衬底的杂质在高温/长时间下向系统扩散，同时被大流量的氢气带走，这样可减少进一步生长时的杂质的影响。
生长完本征阻挡层后，在1170～1210℃下，赶气50～120秒后，降温至1140～1150℃，同时氢气流量变为20～80L/min，通入三氯氢硅，生长外延层，降温、降低氢气流量以及采用大硅源流量，是为了极大的减少衬底杂质的外扩，同时可实现高速率生长。结合图2和图3可知，用本发明提供的方法制备的反外延片，增大了PN结处扩展电阻的电阻率，解决了目前PN结处扩展电阻较外延层表面小的问题。

Claims (4)

1.一种反型外延片制备方法，该方法通过将P型衬底硅片放置在单片炉中，通以氢气，在氢气气氛下沉积本征阻挡层及外延层，具体包括以下步骤：
1)在单片炉中通以氢气，在800～950℃下用机械手将硅片放置到单片炉中，将温度升温至1140～1150℃，氢气流量：20～80L/min；
2)烘烤去除氧化层；通以氯化氢进行化学气相抛光；
3)通以三氯氢硅生长本征阻挡层，三氯氢硅流量：3～8L/min；
4)关闭三氯氢硅，赶气50～120秒；
5)通以三氯氢硅和PH3的混合气体生长外延层，三氯氢硅流量：12～18L/min；
6)降温至800～950℃下机械手取片，氢气流量降至10～40L/min；
其特征在于：生长本征阻挡层时将炉温升至1170～1210℃，氢气流量增大至100～200L/min；生长外延层时，炉温再降至1140～1150℃，氢气流量降至20～80L/min。
2.根据权利要求1所述的反型外延片制备方法，其特征在于步骤4)中的赶气时温度为1170～1210℃，氢气流量为100～200L/min。
3.根据权利要求1所述的反型外延片制备方法，其特征在于烘烤时间为1～3min，化学气相抛光时间为10～60秒。
4.根据权利要求1所述的反型外延片制备方法，其特征在于氯化氢流量为0.3～1L/min。
CN2010101207097A 2010-03-05 2010-03-05 反型外延片制备方法 Active CN101783289B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101207097A CN101783289B (zh) 2010-03-05 2010-03-05 反型外延片制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101207097A CN101783289B (zh) 2010-03-05 2010-03-05 反型外延片制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101783289A true CN101783289A (zh) 2010-07-21
CN101783289B CN101783289B (zh) 2011-11-30

Family

ID=42523214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101207097A Active CN101783289B (zh) 2010-03-05 2010-03-05 反型外延片制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101783289B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012028024A1 (zh) * 2010-08-31 2012-03-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 有效抑制自掺杂效应的外延生长方法
CN103367252A (zh) * 2013-07-08 2013-10-23 河北普兴电子科技股份有限公司 一种双极型晶体管用双层硅外延片的制造方法
CN104576307A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 有研新材料股份有限公司 一种消除12英寸单晶硅外延片表面微颗粒团聚的方法
CN104851784A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种6英寸重掺砷衬底上生长高阻厚层硅外延的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894349A (en) * 1987-12-18 1990-01-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Two step vapor-phase epitaxial growth process for control of autodoping
CN101165225A (zh) * 2007-08-28 2008-04-23 河北普兴电子科技股份有限公司 一种ic片外延的工艺方法
CN101295637A (zh) * 2008-06-17 2008-10-29 河北普兴电子科技股份有限公司 变容二极管用硅外延材料制备方法
CN101295638A (zh) * 2008-06-17 2008-10-29 河北普兴电子科技股份有限公司 低正向压降肖特基二极管用材料的外延方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894349A (en) * 1987-12-18 1990-01-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Two step vapor-phase epitaxial growth process for control of autodoping
CN101165225A (zh) * 2007-08-28 2008-04-23 河北普兴电子科技股份有限公司 一种ic片外延的工艺方法
CN101295637A (zh) * 2008-06-17 2008-10-29 河北普兴电子科技股份有限公司 变容二极管用硅外延材料制备方法
CN101295638A (zh) * 2008-06-17 2008-10-29 河北普兴电子科技股份有限公司 低正向压降肖特基二极管用材料的外延方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012028024A1 (zh) * 2010-08-31 2012-03-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 有效抑制自掺杂效应的外延生长方法
CN102386067A (zh) * 2010-08-31 2012-03-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 有效抑制自掺杂效应的外延生长方法
CN102386067B (zh) * 2010-08-31 2013-12-18 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 有效抑制自掺杂效应的外延生长方法
CN103367252A (zh) * 2013-07-08 2013-10-23 河北普兴电子科技股份有限公司 一种双极型晶体管用双层硅外延片的制造方法
CN103367252B (zh) * 2013-07-08 2015-02-04 河北普兴电子科技股份有限公司 一种双极型晶体管用双层硅外延片的制造方法
CN104576307A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 有研新材料股份有限公司 一种消除12英寸单晶硅外延片表面微颗粒团聚的方法
CN104576307B (zh) * 2013-10-10 2017-04-05 有研半导体材料有限公司 一种消除12英寸单晶硅外延片表面微颗粒团聚的方法
CN104851784A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种6英寸重掺砷衬底上生长高阻厚层硅外延的方法
CN104851784B (zh) * 2015-05-29 2018-04-06 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种6英寸重掺砷衬底上生长高阻厚层硅外延的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101783289B (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106757324B (zh) 一种硅外延片的制造方法
CN102386067B (zh) 有效抑制自掺杂效应的外延生长方法
KR100965778B1 (ko) 고효율 다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법
CN102157359B (zh) 6英寸powermos管外延层的制造方法
CN101587918B (zh) 冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺
CN101783289B (zh) 反型外延片制备方法
US20100105190A1 (en) Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and semiconductor device manufacturing installation
CN103715308A (zh) 一种多晶硅太阳能电池低温变温扩散工艺
CN103956410A (zh) 一种n型背结太阳能电池的制备方法
CN104409345B (zh) 一种大功率pin器件硅外延片的制造方法
WO2010046284A1 (en) Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and semiconductor device manufacturing installation
CN100390937C (zh) 5英寸功率mos管用硅外延片的制造方法
CN103646983A (zh) 背发射极对称异质结太阳电池及其制备方法
CN105810583B (zh) 横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法
CN102332497B (zh) 毫米波雪崩二极管用硅外延片的制造方法
CN101937941A (zh) 一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法
CN102877035A (zh) 周期应力调制低温缓冲层硅基锗薄膜制备方法
CN105702797A (zh) 双面电池的制作方法
CN107611221A (zh) 提高锑化物基ⅱ类超晶格材料质量的方法
US7629236B2 (en) Method for passivating crystal silicon surfaces
CN102243993B (zh) 一种Ge衬底上生长GaInP化合物半导体的方法
CN101777592B (zh) 基于重掺umg硅外延生成高低结的太阳电池及制备方法
CN103000676A (zh) 侧向双极晶体管及其制备方法
CN105932098B (zh) 一种抑制p型PERC太阳电池光致衰减的方法
CN103400752A (zh) 离子注入工艺在ccd制作中的应用及ccd制作工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant