CN106252209B - 一种功率芯片用外延片生产工艺 - Google Patents
一种功率芯片用外延片生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106252209B CN106252209B CN201610762782.1A CN201610762782A CN106252209B CN 106252209 B CN106252209 B CN 106252209B CN 201610762782 A CN201610762782 A CN 201610762782A CN 106252209 B CN106252209 B CN 106252209B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- housing
- epitaxial wafer
- barrier film
- push rod
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 43
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 17
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 abstract 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种功率芯片用外延片生产工艺，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。本发明整体工序简单，便于操作，成本低，且应用时能提升硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制备技术，具体是一种功率芯片用外延片生产工艺。
背景技术
目前功率芯片应用越来越广泛，对其性能也提出了更高要求，作为功率芯片用外延片生产工艺的重要组成部分，硅外延片的性能越来越受到人们的重视。现今在制备硅外延片时硅片内热场分布不均匀，且存在衬底杂质固态扩散和自然掺杂现象，这导致制备的硅外延片厚度均匀性和电阻率均匀性差。如何对现有硅外延片制备工艺做出改进，以提升硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性，这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现今没有相应的工艺，也未见相关的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种功率芯片用外延片生产工艺，其应用时能降低衬底杂质固态扩散和自然掺杂现象的影响，能提升硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性。
本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：
一种功率芯片用外延片生产工艺，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。本发明淀积硅外延层时在真空环境下运行，能大大减少杂质污染，得到一个超净的生长环境，有利于获得原子级洁净的衬底表面，有利于降低外延温度和改进外延质量。
本发明应用时硅烷与磷烷发生高温热分解反应，反应方程式如下：
进一步的，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。本实施例步骤1.1中通过浓硫酸与双氧水的混合溶液去除硅片表面的蜡，步骤1.2中通过双氧水、氨水及去离子水的混合溶液去除硅片表面的有机物，步骤1.3中通过氢氟酸溶液去除硅片表面的氧化物，步骤1.4中通过双氧水、盐酸及去离子水的混合溶液去除硅片表面的无机物，步骤1.5中将处理过的硅片再放入氢氟酸溶液中浸泡，浸泡后不再经过去离子水漂洗，直接放入气相生长装置内，能防止硅片暴露时间太长而被氧化。
进一步的，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。
进一步的，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。
进一步的， 所述气相生长装置包括壳体、封盖、支撑架、泄压组件、加热装置及真空泵，所述壳体上端开口，封盖与壳体连接且封闭壳体的上端开口，壳体构成有接通其内部的混合气体入口、氮气入口及排气口，所述加热装置设于壳体内，真空泵与壳体内部接通；所述支撑架包括矩形定位板、顶杆及支撑臂，所述矩形定位板和顶杆均设于壳体内，矩形定位板上端面内凹构成有矩形凹槽、以及位于矩形凹槽侧壁上的矩形边框支撑台，所述矩形边框支撑台上端面的水平高度低于矩形定位板上端面的水平高度，所述顶杆竖直设置且穿过矩形定位板构成矩形凹槽的区域，顶杆上端端头的直径大于矩形定位板穿过顶杆部位的孔径，所述支撑臂竖直设置，其上端穿过壳体底部且与矩形定位板下端面固定连接；所述泄压组件设有泄气入口及与泄气入口接通的泄气出口，所述泄气入口与壳体内部接通，泄气入口与泄气出口接通的通道上设有泄压腔和助封组件，所述助封组件通过其自身弹性作用配合泄压腔内气压共同控制泄压腔与泄气出口之间通道在通、断两种状态下转换。
本发明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，控制支撑臂带动矩形定位板下移，待顶杆下端与壳体内底部接触后，再持续下移，直至顶杆上端端头部位水平高度高于矩形定位板上端面水平高度，停止下移矩形定位板；
步骤2.2、将硅片放置于顶杆上，再控制支撑臂带动矩形定位板上移，直至硅片设于矩形边框支撑台上时，再持续上移，直至顶杆下端不再与壳体内底部接触；停止上移；
步骤2.3、将封盖与壳体密封连接。
本发明步骤5取出硅外延片成品具体包括以下步骤：
打开封盖，控制支撑臂带动矩形定位板下移，待顶杆下端与壳体内底部接触后，再持续下移，直至顶杆上端端头部位水平高度高于矩形定位板上端面水平高度，停止下移矩形定位板，取出硅外延片成品。
本发明泄压腔与泄气出口之间的通道处于常闭状态，在壳体内气压超过设定气压时才打开进行泄压，如此，可保证本发明在硅片上生长硅外延层时稳压进行，且可保证本发明在设定的高压条件下进行。本发明具体设置时，矩形边框支撑台与硅片的长宽匹配，在硅衬底上生长外延层时，矩形边框支撑台将硅片背部隔离，如此，可保证外延层仅均布于硅片的正面。
为了使本发明支承硅片时受力均衡，进一步的，所述顶杆的数量为多根，多根顶杆在同一圆周上等间距排布。
进一步的，所述泄压组件包括底座、盖板、助封弹簧、隔膜、压板、隔膜压套及调节件，所述盖板与底座连接且与底座之间构成有空腔一，所述助封弹簧、隔膜、压板、隔膜压套及调节件均设于空腔一内，隔膜压套下端与空腔一内底部固定连接，隔膜周边密封固定于盖板与隔膜压套之间，所述泄压腔的底部由隔膜构成，所述泄气出口设于隔膜正上方，所述压板连接固定于隔膜下端面，所述调节件与膈膜压套螺牙连接，助封弹簧上下两端分别作用于压板和调节件；所述助封弹簧、隔膜、压板、隔膜压套及调节件共同形成助封组件。本发明助封组件的弹性伸缩性能由助封弹簧体现，助封弹簧通过作用在压板上作用于隔膜。本发明在具体实施时，泄压腔内气压对隔膜的作用力需大于助封弹簧对隔膜的顶持作用力时隔膜才不再封闭泄压腔与泄气出口之间的通道。
综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本发明整体工序简单，便于操作实现，成本低，本发明应用时在真空环境内进行，能消除氧、碳等气体造成的污染，使本发明实施时具有良好的生长界面；本发明应用时保持低温生长，衬底硅片溢出的杂质能快速的从衬底表面排出，能大大降低杂质重新进入外延层的机会，进而能消除传统外延工艺中衬底杂质固态扩散和自然掺杂现象，能保证制备的硅外延片具有良好的厚度均匀性和电阻率均匀性。
（2）本发明配备有气相生长装置，通过气相生长装置的设置，使得本发明在放取料时便于操作，能进一步提升本发明操作时的便捷性。
（3）本发明设有泄压组件，在壳体内气压超过设定的气压值时，助封组件在其自身弹性作用配合泄压腔内气压共同控制泄压腔与泄气出口之间通道接通，使壳体内气体外泄至泄气出口外接的一储气设备内，如此，能避免壳体内压力过大对气相生成装置的组件造成损坏，以及避免壳体内气压超压而影响硅外延片的生成质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一个具体实施例的流程图；
图2为本发明采用的气相生长装置的结构示意图；
图3为图2中泄压组件的结构示意图。
附图中标记所对应的零部件名称：1、壳体，2、封盖，3、支撑架，301、矩形定位板，302、矩形凹槽，303、环形支撑台，304、顶杆，305、支撑臂，4、混合气体入口，5、氮气入口，6、排气口，7、泄压组件，701、底座，702、盖板，703、泄气入口，704、泄气出口，705、助封弹簧，706、隔膜，707、泄压腔，708、压板，709、隔膜压套，710、调节件，8、硅片，9、加热装置，10、真空泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，一种功率芯片用外延片生产工艺，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，保证气相生长装置内部腔体不再存在反应气体，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。本实施例在具体实施时，步骤2中抽真空后保持气相生长装置的真空度为10-7Pa，步骤3中输入的混合气体中硅烷与磷烷的体积比为1：1，步骤4中气相生长装置内部温度优选维持在595℃，淀积外延层厚度优选为0.35μm。
本实施例步骤1中清洗衬底硅片具体包括以下步骤：步骤1.1、去蜡，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、去有机物，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、去氧化物，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、去无机物，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。
如图2及图3所示，本实施例采用的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，其中，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。本实施例的壳体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，混合气体入口4供硅烷与磷烷的混合气体输入，氮气入口5供氮气输入，排气口6供壳体1内气体排出。本实施例的加热装置9设于壳体1内，真空泵10与壳体1内部接通。
本实施例的支撑架3包括矩形定位板301、顶杆304及支撑臂305，其中，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，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，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。本实施例在具体设置时，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。本实施例的支撑臂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，壳体1穿过支撑臂305的部位与支撑臂305密封接触。
本实施例的泄压组件7设有泄气入口703及与泄气入口703接通的泄气出口704，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，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。本实施例通过泄压组件7来控制壳体1内气压，以使本实施例实施时生长压力出现较小的波动。
本实施例在具体设置时，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，其中，盖板702与底座701连接且与底座701之间构成有空腔一，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，泄压腔707的底部由隔膜706构成，泄气出口704设于隔膜706正上方，压板708连接固定于隔膜706下端面，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和调节件710，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。
本发明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。
本发明步骤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。
本实施例制备的硅外延片经X射线双晶衍射测试，硅的衍射峰半高宽为1.6min，表明本实施例制备的硅外延片具有良好的结晶质量，而完整的晶格能提升功率芯片的接触特性。本实施例制备的硅外延片经扫描电镜测试，硅外延片表面平整，光洁，历洁净平整的外延层表面能使势垒金属形成紧密接触，故本实施例制备的硅外延片能进一步提升功率芯片的接触特性。本实施例制备的硅外延片经扩展电阻测试，衬底与外延层之间有明显的过渡区，由此可见，本实施例采用较低的外延温度，能大大降低高温引起的气相掺杂和固态扩散现象。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
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；
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。
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2中抽真空后保持气相生长装置的真空度为10-7Pa。
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3中输入的混合气体中硅烷与磷烷的体积比为1：1。
4.根据权利要求1～3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。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求4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）和调节件（710）；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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610762782.1A CN106252209B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 一种功率芯片用外延片生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610762782.1A CN106252209B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 一种功率芯片用外延片生产工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106252209A CN106252209A (zh) | 2016-12-21 |
| CN106252209B true CN106252209B (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=57598016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610762782.1A Expired - Fee Related CN106252209B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 一种功率芯片用外延片生产工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106252209B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7554137B2 (en) * | 2005-10-25 | 2009-06-30 | Infineon Technologies Austria Ag | Power semiconductor component with charge compensation structure and method for the fabrication thereof |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9797066B2 (en) * | 2010-11-15 | 2017-10-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Susceptor and method for manufacturing epitaxial wafer |
| DE102011083245B4 (de) * | 2011-09-22 | 2019-04-25 | Siltronic Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden einer epitaktischen Schicht aus Silizium auf einer Halbleiterscheibe aus einkristallinem Silizium durch Gasphasenabscheidung in einer Prozesskammer |
-
2016
- 2016-08-30 CN CN201610762782.1A patent/CN106252209B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7554137B2 (en) * | 2005-10-25 | 2009-06-30 | Infineon Technologies Austria Ag | Power semiconductor component with charge compensation structure and method for the fabrication thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106252209A (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI489527B (zh) | 用以供應具有相位差之反應氣體的基板處理裝置 | |
| US8168462B2 (en) | Passivation process for solar cell fabrication | |
| CN104025259B (zh) | 包括处理单元的基板处理装置 | |
| TWI485794B (zh) | 具有隔熱板的基板處理裝置 | |
| TWI485795B (zh) | 具有輔助氣體供應口的基板處理裝置 | |
| CN105624795A (zh) | 一种n型硅片热处理方法 | |
| CN103590100B (zh) | 用于生长石墨烯的mocvd反应室 | |
| KR101100284B1 (ko) | 박막 증착 장치 | |
| TWI579947B (zh) | 處理基板的設備 | |
| CN107845570B (zh) | 绝缘栅双极型晶体管的硅外延片生产工艺 | |
| CN109449257A (zh) | 非晶薄膜后氢化处理方法及硅异质结太阳电池制备方法 | |
| CN104779141A (zh) | 低偏角碳化硅同质外延材料的制作方法 | |
| CN107699944A (zh) | 8英寸功率芯片的硅外延片生产工艺 | |
| CN104576326B (zh) | 一种硅基ⅲ-v族砷化镓半导体材料制备方法和系统 | |
| CN110993503A (zh) | 基于氧化镓/钙钛矿传输层异质结的n型晶体管及其制备方法 | |
| CN106252209B (zh) | 一种功率芯片用外延片生产工艺 | |
| JP2019091763A (ja) | クリーニング方法及び成膜方法 | |
| CN113620279B (zh) | 一种在绝缘衬底上制备石墨烯的方法 | |
| CN215481249U (zh) | 一种气相沉积石墨烯层生长制备装置 | |
| CN114381806A (zh) | 二维氮化铝晶体的制备方法 | |
| CN109004054B (zh) | 一种硫化钼薄膜异质结太阳能电池及其制造方法 | |
| TW200302579A (en) | Manufacture of bipolar transistors including silicon-germanium/silicon heterojunction | |
| CN113066899A (zh) | 一种激光掺杂太阳能电池制备工艺及太阳能电池 | |
| CN110504159A (zh) | 硅衬底上立式GaSb纳米线及其制备方法 | |
| JP2010219561A (ja) | 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170524 |