CN107546101A - 一种外延生长方法 - Google Patents

一种外延生长方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107546101A
CN107546101A CN201610463905.1A CN201610463905A CN107546101A CN 107546101 A CN107546101 A CN 107546101A CN 201610463905 A CN201610463905 A CN 201610463905A CN 107546101 A CN107546101 A CN 107546101A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
passage
epitaxial growth
growth method
support platform
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.)
Pending
Application number
CN201610463905.1A
Other languages
English (en)
Inventor
刘源
保罗·邦凡蒂
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.)
Zing Semiconductor Corp
Original Assignee
Zing Semiconductor Corp
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 Zing Semiconductor Corp filed Critical Zing Semiconductor Corp
Priority to CN201610463905.1A priority Critical patent/CN107546101A/zh
Priority to TW105138314A priority patent/TWI618119B/zh
Publication of CN107546101A publication Critical patent/CN107546101A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明提供一种外延生长方法，包括：提供一反应腔，所述反应腔设有反应气体入口、吹扫气体入口和排气出口；提供一支撑平台，所述支撑平台设置在所述反应腔内，所述支撑平台设置有若干通气孔，所述通气孔喷出清洁气体；提供一晶圆，所述晶圆设置在所述通气孔上；在所述反应气体入口通入反应气体，同时在所述吹扫气体入口通入吹扫气体并与从所述清洁气体一起从排气出口排出。本发明提供的外延生长方法，将晶圆设置在具有通气孔的支撑平台上，所述通气孔喷出清洁气体，通过清洁气体带走晶圆上生成的反应副产物或杂质，同时从吹扫气体入口通入吹扫气体产生一个牵引气流引导清洁气体，然后从排气出口排出，从而降低了外延生长过程中的自掺杂现象。

Description

一种外延生长方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种外延生长方法。
背景技术
现有技术里，在半导体器件制造技术中，外延生长方法广泛地被采用，例如在晶圆的表面通过外延生长形成外延层。通过外延生长的外延层可在导电类型、电阻率等方面与衬底不同，还可以生长不同厚度和不同要求的单晶层或多层单晶结构，从而大大提高器件设计的灵活性和器件的性能。
但是在现有技术的外延生长过程中，普遍存在着自掺杂的现象。自掺杂是由于热蒸发或者化学反应的副产物对衬底的扩散，衬底中的硅及杂质进入气相，改变了气相中的掺杂成分和浓度，从而导致了外延层中的杂质实际分布偏离理想的情况。自掺杂现象可分为气相自掺杂、固相外扩散及系统自掺杂。气相自掺杂的掺杂物主要来自晶圆的背面和边缘。固相外扩散的掺杂物主要来自衬底的扩散，掺杂物在衬底与外延层的接触面由衬底扩散至外延层。系统自掺杂的掺杂物来自气体晶片，石墨盘和反应炉腔体等外延片生产装置的内部。
目前还没有完全解决自掺杂现象的有效方法，只是对外延工艺过程中的参数进行精确而细微地调节来抑制自掺杂现象，例如反应时间、温度、气体流量等，从而尽量保证外延层的均匀性。但是上述参数的控制受较多因素的影响，控制精准度不是很高，难以完全避免自掺杂现象的发生，进而使所生长出的外延层电阻率均匀性差。如何防止自掺杂的现象是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外延生长方法，以解决外延生长过程中的自掺杂的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种外延生长方法，包括：提供一反应腔，所述反应腔设有反应气体入口、吹扫气体入口和排气出口；提供一支撑平台，所述支撑平台设置在所述反应腔内，所述支撑平台设置有若干通气孔，所述通气孔喷出清洁气体；提供一晶圆，所述晶圆设置在所述通气孔上；在所述反应气体入口通入反应气体，同时在所述吹扫气体入口通入吹扫气体并与从所述清洁气体一起从排气出口排出。
优选的，在所述外延生长方法中，所述反应气体包括三氯化硅和氢气。
优选的，在所述外延生长方法中，所述三氯化硅的流量为10000sccm～20000sccm，所述氢气的流量为40000sccm～60000sccm。
优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体和所述清洁气体均为氢气。
优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体的流量为10000sccm～20000sccm。
优选的，在所述外延生长方法中，所述反应腔内的温度为1120℃～1170℃。
优选的，在所述外延生长方法中，所述支撑平台为可旋转的支撑平台。
优选的，在所述外延生长方法中，所述支撑平台的旋转速度为20rpm～50rpm。
优选的，在所述外延生长方法中，所述通气孔喷出所述清洁气体支撑所述晶圆。
优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体入口的水平位置低于所述支撑平台。
优选的，在所述外延生长方法中，所述通气孔包括第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔位于所述支撑平台的中心区域，所述第二通气孔位于所述支撑平台的外围区域，其中，所述中心区域位于所述外围区域内。
优选的，在所述外延生长方法中，所述第一通气孔的气流量大于所述第二通气孔的气流量。
优选的，在所述外延生长方法中，所述第一通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm，所述第二通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm。
本发明提供的外延生长方法，将晶圆设置在具有通气孔的支撑平台上，所述通气孔喷出清洁气体，通过清洁气体带走晶圆上生成的反应副产物或杂质，同时从吹扫气体入口通入吹扫气体产生一个牵引气流引导清洁气体，然后从排气出口排出，从而降低了外延生长过程中的自掺杂现象。
附图说明
图1为本发明实施例的外延生长设备的剖面示视图；
图2为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的俯视图；
图3为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的虚线A－A处剖视图；
图4为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的虚线B－B处剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
在如图1所示，本发明提供一种外延生长方法，包括：提供一反应腔10，所述反应腔10设有反应气体入口11、吹扫气体入口12和排气出口13；提供一支撑平台20，所述支撑平台20设置在所述反应腔10内，所述支撑平台20设置有若干通气孔21，所述通气孔21喷出清洁气体；提供一晶圆30，所述晶圆30设置在所述通气孔21上；在所述反应气体入口11通入反应气体使所述晶圆30进行外延生长，同时从所述吹扫气体入口12通入吹扫气体并与从所述通气孔21喷出的清洁气体一起从排气出口13排出。
在本实施例中，所述反应气体包括三氯化硅(SiHCl3，TCS)和氢气(H2)，在一定条件下三氯化硅和氢气在晶圆上形成外延层，在其它的实施列中，反应气体还可以选择硅烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2，DCS)、锗烷(GeH4)、甲基烷硅(SiH3CH3)和氯化氢(HCl)中的一种或多种，根据外延工艺的需要进行选择。优选的，所述三氯化硅的流量为10000sccm～20000sccm，所述氢气的流量为40000sccm～60000sccm，在上述范围内具有较佳的效果。
作为优选方案的，所述吹扫气体和所述清洁气体均为氢气(H2)，氢气制取方便，并且不会与晶圆反应产生其它杂质。优选的，所述吹扫气体的流量为10000sccm～20000sccm。通过清洁气体带走来自晶圆背面和边缘的气相自掺杂的掺杂物。
在具体的实施方式中，所述反应腔内的温度为1120℃～1170℃，在此温度范围内具有较佳的外延生长淀积速度，如果温度选择太低则生长速率较慢，如果温度选择太高则会使自掺杂现象和扩散效应加重，影响生产效率。
优选的，所述支撑平台20为可旋转的支撑平台，在具体的实施方式中，支撑平台设有旋转轴，通过电机带动旋转轴使平台旋转，通过旋转的方式来调整晶圆的方向从而提高外延生长的均匀性。优选方案中，所述支撑平台20的旋转速度为20rpm～50rpm。
优选的，所述通气孔21喷出所述清洁气体支撑所述晶圆，即通过清洁气体形成一个气垫来支撑晶圆，防止晶圆与支撑平台的直接接触，从而防止直接接触时杂质的扩散。
继续参考图1，所述吹扫气体入口12的水平位置低于所述支撑平台20，从而使吹扫气体形成的牵引气流带走由掺杂物，防止掺杂物重复污染晶圆，降低系统自掺杂。
如图2、图3和图4所示，所述通气孔包括第一通气孔211和第二通气孔212，所述第一通气孔211位于所述支撑平台20的中心区域，所述第二通气孔212位于所述支撑平台20的外围区域，其中，所述中心区域位于所述外围区域内。在本实施例中，如图3的剖面位置为图2中虚线A－A所在位置，如图4的剖面位置为图2中虚线B－B所在位置，所述第一通气孔211与所述第二通气孔212具有不同的气源。通过设置具有不同区域的气源的通气孔来优化清洁效果，使不同区域都有通气孔覆盖，需要说明的是，通气孔的数量及区域层次划分还需要根据晶圆尺寸设置，本实施例权采用较佳选择，在其它实施例中，可以采用二组以上的通气孔。
在本实施例中，所述第一通气孔211的气流量大于所述第二通气孔212的气流量，通过加强中心区域的通气孔的气流来进一步提高气流的清洁效果，降低固相外扩散。优选的，所述第一通气孔211的气体流量为5000sccm～15000sccm，所述第二通气孔212的气体流量为5000sccm～15000sccm，上述气体流量范围在实际运用中具有较佳的效果。
本发明提供的外延生长方法，将晶圆设置在具有通气孔的支撑平台上，所述通气孔喷出清洁气体，通过清洁气体带走晶圆上生成的反应副产物或杂质，同时从吹扫气体入口通入吹扫气体产生一个牵引气流引导清洁气体，然后从排气出口排出，从而降低了外延生长过程中的自掺杂现象。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种外延生长方法，其特征在于，包括：
提供一反应腔，所述反应腔设有反应气体入口、吹扫气体入口和排气出口；
提供一支撑平台，所述支撑平台设置在所述反应腔内，所述支撑平台设置有若干通气孔，所述通气孔喷出清洁气体；
提供一晶圆，所述晶圆设置在所述通气孔上；
在所述反应气体入口通入反应气体，同时在所述吹扫气体入口通入吹扫气体并与从所述清洁气体一起从排气出口排出。
2.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述反应气体包括三氯化硅和氢气。
3.如权利要求2所述的外延生长方法，其特征在于，所述三氯化硅的流量为10000sccm～20000sccm，所述氢气的流量为40000sccm～60000sccm。
4.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述吹扫气体和所述清洁气体均为氢气。
5.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述吹扫气体的流量为10000sccm～20000sccm。
6.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述反应腔内的温度为1120℃～1170℃。
7.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述支撑平台为可旋转的支撑平台。
8.如权利要求7所述的外延生长方法，其特征在于，所述支撑平台的旋转速度为20rpm～50rpm。
9.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述通气孔喷出所述清洁气体支撑所述晶圆。
10.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述吹扫气体入口的水平位置低于所述支撑平台。
11.如权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述通气孔包括第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔位于所述支撑平台的中心区域，所述第二通气孔位于所述支撑平台的外围区域，其中，所述中心区域位于所述外围区域内。
12.如权利要求11所述的外延生长方法，其特征在于，所述第一通气孔的气流量大于所述第二通气孔的气流量。
13.如权利要求12所述的外延生长方法，其特征在于，所述第一通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm，所述第二通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm。
CN201610463905.1A 2016-06-23 2016-06-23 一种外延生长方法 Pending CN107546101A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610463905.1A CN107546101A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种外延生长方法
TW105138314A TWI618119B (zh) 2016-06-23 2016-11-22 磊晶生長方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610463905.1A CN107546101A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种外延生长方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107546101A true CN107546101A (zh) 2018-01-05

Family

ID=60960767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610463905.1A Pending CN107546101A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种外延生长方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107546101A (zh)
TW (1) TWI618119B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003884A (zh) * 2018-07-04 2018-12-14 上海晶盟硅材料有限公司 无背面硅单晶的外延片的制备方法、外延片和半导体器件
CN114396790A (zh) * 2022-01-12 2022-04-26 合肥微睿光电科技有限公司 吹扫干燥装置和吹扫干燥系统
WO2022156201A1 (zh) * 2021-01-19 2022-07-28 长鑫存储技术有限公司 制程设备和制程方法
CN118292101A (zh) * 2024-06-06 2024-07-05 江苏天芯微半导体设备有限公司 一种外延设备
CN118292101B (zh) * 2024-06-06 2024-09-27 江苏天芯微半导体设备有限公司 一种外延设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068210A (ja) * 1998-08-18 2000-03-03 Mitsubishi Materials Silicon Corp エピタキシャルウェーハの製造装置
CN1317147A (zh) * 1998-07-21 2001-10-10 应用材料有限公司 在衬底加工系统中减少衬底污染的方法与装置
CN1223709C (zh) * 2000-05-08 2005-10-19 Memc电子材料有限公司 在化学汽相淀积工艺中使用的改进的基座
CN101419930A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 株式会社细美事 晶片旋转夹盘及使用该夹盘的蚀刻器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100960958B1 (ko) * 2007-12-24 2010-06-03 주식회사 케이씨텍 박막 증착 장치 및 증착 방법
JP5644401B2 (ja) * 2010-11-15 2014-12-24 株式会社Sumco エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317147A (zh) * 1998-07-21 2001-10-10 应用材料有限公司 在衬底加工系统中减少衬底污染的方法与装置
JP2000068210A (ja) * 1998-08-18 2000-03-03 Mitsubishi Materials Silicon Corp エピタキシャルウェーハの製造装置
CN1223709C (zh) * 2000-05-08 2005-10-19 Memc电子材料有限公司 在化学汽相淀积工艺中使用的改进的基座
CN101419930A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 株式会社细美事 晶片旋转夹盘及使用该夹盘的蚀刻器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
潘桂忠: "《MOS集成电路工艺与制造技术》", 30 June 2012 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003884A (zh) * 2018-07-04 2018-12-14 上海晶盟硅材料有限公司 无背面硅单晶的外延片的制备方法、外延片和半导体器件
WO2022156201A1 (zh) * 2021-01-19 2022-07-28 长鑫存储技术有限公司 制程设备和制程方法
CN114396790A (zh) * 2022-01-12 2022-04-26 合肥微睿光电科技有限公司 吹扫干燥装置和吹扫干燥系统
CN118292101A (zh) * 2024-06-06 2024-07-05 江苏天芯微半导体设备有限公司 一种外延设备
CN118292101B (zh) * 2024-06-06 2024-09-27 江苏天芯微半导体设备有限公司 一种外延设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW201801150A (zh) 2018-01-01
TWI618119B (zh) 2018-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180209043A1 (en) Epitaxial chamber with customizable flow injection
EP1043763B1 (en) Vapor growth apparatus for semiconductor wafers with dopant gas feed assembly
KR101706060B1 (ko) 교차 유동되는 에피텍셜 챔버
US20080092812A1 (en) Methods and Apparatuses for Depositing Uniform Layers
CN106367805B (zh) 衬底处理设备
CN109937468B (zh) p型SiC外延晶片及其制造方法
JPH06232060A (ja) シリコンエピタキシャル層の成長方法および成長装置
JP7365761B2 (ja) 気相成長装置
JP4885000B2 (ja) 気相成長装置および気相成長方法
JP4981485B2 (ja) 気相成長方法および気相成長装置
CN105714380A (zh) 一种碳化硅外延生长装置及方法
CN107546101A (zh) 一种外延生长方法
WO2000026949A1 (fr) Plaquette a semi-conducteur et son procede de fabrication
TWI548772B (zh) 半導體製造裝置以及半導體製造方法
TWI742550B (zh) 磊晶生長設備和磊晶生長方法（一）
JP7190894B2 (ja) ＳｉＣ化学気相成長装置
CN111455458A (zh) 外延装置及应用于外延装置的进气结构
JP4320574B2 (ja) エピタキシャル成長装置
JP2011151118A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2010040541A (ja) エピタキシャル装置
JP2009071017A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
CN110685009A (zh) 外延生长装置和外延生长方法
JP2008243938A (ja) 熱ｃｖｄ方法および熱ｃｖｄ装置
JP2009135157A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
JP2004153188A (ja) シリコン・ゲルマニウムエピタキシャル成長方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180105

RJ01 Rejection of invention patent application after publication