本發(fā)明涉及半導(dǎo)體外延材料的制備工藝技術(shù),尤其涉及一種瞬變電壓抑制二極管用硅外延片的制備方法。
背景技術(shù):
隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體器件日趨小型化、高密度化和多功能化,這就要求器件響應(yīng)時間快,滿足高速數(shù)據(jù)線路的傳輸,又要保證受到多次電壓及電流的瞬態(tài)干擾后器件性能不會劣化。瞬變電壓抑制二極管是在這種市場應(yīng)用要求上發(fā)展而來的,是一種二極管形式的新型高效能保護(hù)器件,用來保護(hù)敏感半導(dǎo)體器件,使其免遭瞬態(tài)電壓浪涌破壞,具有結(jié)電容小、響應(yīng)時間短、瞬態(tài)功率大、鉗位電壓容易控制、擊穿電壓偏差小、漏電流小和可靠性高等優(yōu)點,因而在電壓瞬變和浪涌防護(hù)上得到了廣泛的應(yīng)用。
硅外延片是制備瞬變電壓抑制二極管的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,外延層的厚度和電阻率參數(shù)決定著器件的擊穿電壓和導(dǎo)通電阻,尤其是厚度、電阻率的均勻性對器件的品質(zhì)有著極為重要的影響。由于瞬變電壓抑制二極管所需外延層的特點是厚度較薄,但是電阻率較高。因此襯底的雜質(zhì)在固相和氣相中的輕微自擴(kuò)散就會對外延層的電阻率分布的均勻性造成影響,從而影響器件的電容參數(shù)。因此對襯底雜質(zhì)的自擴(kuò)散實現(xiàn)有效抑制,保證外延層參數(shù)的均勻性是成功制備瞬變電壓抑制二極管用硅外延片的關(guān)鍵。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有瞬變電壓抑制二極管用硅外延片在制備工藝中存在的厚度和電阻率均勻性控制的問題,通過氣體流場、反應(yīng)溫場的調(diào)節(jié)以及外延工藝的優(yōu)化,獲得一種瞬變電壓抑制二極管用高均勻性硅外延片的制備方法,從而滿足瞬變電壓抑制二極管的使用要求。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種瞬變電壓抑制二極管用硅外延片的制備方法,其特征在于,有以下步驟:
(1)、首先通過旋轉(zhuǎn)外延爐石墨基座下方的感應(yīng)線圈的底端設(shè)置的9組距離可調(diào)的調(diào)節(jié)桿來頂起或拉低線圈的位置,調(diào)整線圈每個部分與石墨基座之間的間距,進(jìn)而調(diào)節(jié)基座的溫場分布均勻性,實現(xiàn)對硅外延片厚度和電阻率的均勻性的控制;9組調(diào)節(jié)桿分別命名為4#-12#,其中4#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-6~-10,5#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-10~-15,6#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-25~-30,7#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-25~-30,8#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為0~+3,9#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-25~-30,10#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為-25~-30,11#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為0~+3,12#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定范圍為0~+3;
(2)、利用純度≥99.99%的hcl氣體對外延爐基座進(jìn)行腐蝕,完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì),刻蝕溫度設(shè)定為1080-1100℃,hcl氣體流量設(shè)定為30-35l/min,刻蝕時間設(shè)定為3-5min;刻蝕完成后隨即對基座重新生長一層無摻雜多晶硅,生長原料為sihcl3,氣體流量設(shè)定為5-6l/min,生長時間設(shè)定為5-6min;
(3)、向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅單晶襯底片,依次利用純度均≥99.999%的氮氣和氫氣吹掃外延爐反應(yīng)腔體,氣體流量設(shè)定為100-120l/min,吹掃時間設(shè)定為8-10min;
(4)、利用hcl氣體對硅單晶襯底片的表面進(jìn)行拋光,hcl流量設(shè)定為1-3l/min,拋光溫度設(shè)定為1060-1080℃,拋光時間設(shè)定為1-3min;
(5)、使用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)不斷稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150-230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1-2min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3-5min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1-2min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1-3min,完成一次變流量吹掃過程,總共需進(jìn)行1-2次變流量吹掃過程;
(6)、在外延層生長前,通過旋轉(zhuǎn)外延爐反應(yīng)腔體的左、中、右三個進(jìn)氣口上的氣流調(diào)節(jié)旋鈕來分配腔體內(nèi)的h2氣流量,進(jìn)而調(diào)節(jié)外延爐反應(yīng)腔體內(nèi)的流場分布,實現(xiàn)對硅外延片厚度均勻性的調(diào)節(jié),左、右兩側(cè)進(jìn)氣口的氣流量調(diào)節(jié)范圍為19-30l/min;
(7)、sihcl3作為生長原料,首先在硅單晶襯底片表面快速生長本征外延層,以抑制襯底雜質(zhì)的自擴(kuò)散過程,氫氣流量設(shè)定為140-160l/min,sihcl3流量設(shè)定為4-7l/min,生長時間設(shè)定為40-60sec,生長溫度設(shè)定為1060-1080oc;
(8)、再次用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)進(jìn)一步稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150-230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1-2min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3-5min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1-2min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1-3min,完成一次變流量吹掃的過程,總共需進(jìn)行1-2次變流量吹掃過程;
(9)、利用sihcl3作為生長原料進(jìn)行摻雜外延層的生長,生長溫度設(shè)定為1060-1080℃,氫氣流量設(shè)定為140-160l/min,sihcl3流量設(shè)定為5-6l/min,磷烷流量設(shè)定為113-117sccm,sihcl3和磷烷預(yù)先通過管路排空,實現(xiàn)氣體濃度的穩(wěn)定,然后進(jìn)入外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行外延層生長,排空時間設(shè)定為0.5-3.0min,外延層的生長時間設(shè)定為4min30sec-4min40sec;
(10)、外延層生長完成后開始降溫,將氫氣和氮氣流量設(shè)定為100-120l/min,依次吹掃外延爐反應(yīng)腔體10-12min,然后將硅外延片從基座上取出。
本發(fā)明所用的外延爐為pe3061d型常壓平板式外延爐。
本發(fā)明所用的硅單晶襯底片使用<111>晶向的單面拋光片,電阻率為0.002-0.004ω·cm,硅單晶襯底片背面包覆有4000-6000?的背封氧化層。
本發(fā)明在裝片后利用hcl氣體對硅單晶襯底片的表面進(jìn)行拋光時,hcl對表面的去除量為0.1-0.3μm,以完全去除附著在硅單晶襯底片表面的重金屬離子和沾污。
本發(fā)明的有益效果是:提供了一種瞬變電壓抑制二極管用硅外延片的制備方法,通過氣體流場、基座溫場調(diào)節(jié)以及外延工藝的優(yōu)化實現(xiàn)了對襯底雜質(zhì)自擴(kuò)散過程的控制,保證了硅外延片的高均勻性,表面無層錯、位錯、滑移線、霧等缺陷。采用本方法制備的硅外延片的厚度和電阻率不均勻性均小于2%;制備的硅外延片的厚度均值變化范圍為6.10-6.25μm,電阻率均值變化范圍為1.25-1.35ω·cm,滿足了瞬變電壓抑制二極管的使用要求。
附圖說明
圖1為實施例1的片內(nèi)厚度5點分布圖(左側(cè))和電阻率5點分布圖(右側(cè));
圖2為實施例2的片內(nèi)厚度5點分布圖(左側(cè))和電阻率5點分布圖(右側(cè));
圖3為實施例3的片內(nèi)厚度5點分布圖(左側(cè))和電阻率5點分布圖(右側(cè))。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明以下實施例所用的外延層生長設(shè)備為pe3061d型常壓平板式外延爐,外延爐基座轉(zhuǎn)速控制在4r/min。硅單晶襯底片使用<111>晶向的硅單面拋光片,電阻率為0.003ω·cm,硅單晶襯底片背面包覆有5000?的背封氧化層。
實施例1
(1)外延爐石墨基座下方的感應(yīng)線圈的底端設(shè)有9組距離可調(diào)的調(diào)節(jié)桿,分別命名為4#-12#,首先通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿來頂起或拉低線圈的位置,調(diào)整線圈每個部分與石墨基座之間的間距,進(jìn)而改善基座的溫場分布均勻性,4#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-10,5#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-15,6#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-30,7#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-30,8#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+3,9#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-30,10#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-30,11#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+3,12#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+3。
(2)先利用純度≥99.99%的hcl氣體對外延爐基座進(jìn)行腐蝕,完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì),刻蝕溫度設(shè)定為1080℃,hcl氣體流量設(shè)定為35l/min,刻蝕時間設(shè)定為3min??涛g完成后隨即對基座重新生長一層無摻雜多晶硅,生長原料為sihcl3,流量設(shè)定為5l/min,生長時間設(shè)定為5min。
(3)向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅單晶襯底片,依次利用純度均≥99.999%的氮氣和氫氣吹掃外延爐反應(yīng)腔體,氣體流量設(shè)定為100l/min,吹掃時間為8min。
(4)利用hcl氣體對硅單晶襯底片的表面進(jìn)行拋光,hcl流量設(shè)定為1l/min,拋光溫度設(shè)定為1070℃,拋光時間設(shè)定為1min,hcl對表面的去除量為0.2μm。
(5)使用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)不斷稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150~230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1min,完成一次變流量吹掃過程,總共進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(6)在外延層生長前,通過旋轉(zhuǎn)外延爐反應(yīng)腔體的左、中、右三個進(jìn)氣口上的氣流調(diào)節(jié)旋鈕來分配腔體內(nèi)的h2氣流量,進(jìn)而調(diào)節(jié)外延爐反應(yīng)腔體內(nèi)的流場分布,實現(xiàn)對硅外延片厚度均勻性的調(diào)節(jié),左、右兩側(cè)進(jìn)氣口的氣流量設(shè)定為19l/min。
(7)采用sihcl3作為生長原料,首先在硅單晶襯底片表面快速生長本征外延層,以抑制襯底雜質(zhì)的自擴(kuò)散過程,氫氣流量設(shè)定為150l/min,sihcl3流量設(shè)定為5l/min,生長時間設(shè)定為40sec,生長溫度設(shè)定為1070oc。
(8)再次用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)進(jìn)一步稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150~230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1min,完成一次變流量吹掃過程,總共進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(9)利用sihcl3作為生長原料進(jìn)行摻雜外延層的生長,生長溫度設(shè)定為1070℃,氫氣流量設(shè)定為150l/min,sihcl3流量設(shè)定為5l/min,磷烷流量設(shè)定為115sccm,sihcl3和磷烷預(yù)先通過管路排空,實現(xiàn)氣體濃度的穩(wěn)定,然后進(jìn)入外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行外延層生長,排空時間設(shè)定為1min,,外延層的生長時間設(shè)定為4min30sec。
(10)外延層生長完成后開始降溫,將氫氣和氮氣流量設(shè)定為100l/min,依次吹掃外延爐反應(yīng)腔室10min,然后將硅外延片從基座上取出。
(11)利用傅里葉紅外測試儀對硅外延片的厚度進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的厚度,獲得厚度均值和不均勻性,利用汞探針cv測試儀對硅外延片的電阻率進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的電阻率,獲得電阻率均值和不均勻性。
實施例1制得的硅外延片表面光亮,無劃道、層錯、位錯、滑移線、霧、橘皮、沾污等表面缺陷,厚度均值為6.12μm,不均勻性為1.53%,電阻率均值為1.33ω?cm,不均勻性為1.55%,測試結(jié)果如圖1所示。
實施例2
(1)外延爐石墨基座下方的感應(yīng)線圈的底端設(shè)有9組距離可調(diào)的調(diào)節(jié)桿,分別命名為4#-12#,首先通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿來頂起或拉低線圈的位置,調(diào)整線圈每個部分與石墨基座之間的間距,進(jìn)而改善基座的溫場分布均勻性,4#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-8,5#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-10,6#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-30,7#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-28,8#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+2,9#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-28,10#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-28,11#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為0,12#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為0。
(2)利用純度≥99.99%的hcl氣體對外延爐基座進(jìn)行腐蝕,完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì),刻蝕溫度設(shè)定為1090℃,hcl氣體流量設(shè)定為35l/min,hcl刻蝕時間設(shè)定為3min。刻蝕完成后隨即對基座重新生長一層無摻雜多晶硅,生長原料為sihcl3,流量設(shè)定為5l/min,生長時間設(shè)定為6min。
(3)向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅單晶襯底片,依次利用純度均≥99.999%的氮氣和氫氣吹掃外延爐反應(yīng)腔體,氣體流量設(shè)定為100l/min,吹掃時間設(shè)定為10min。
(4)對硅襯底片的表面進(jìn)行hcl拋光,hcl流量設(shè)定為1l/min,拋光溫度設(shè)定為1070℃,拋光時間設(shè)定為1min,hcl對表面的去除量為0.2μm。
(5)使用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)不斷稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍為150-230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1min,完成一次變流量吹掃過程,總共進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(6)在外延層生長前,通過旋轉(zhuǎn)外延爐反應(yīng)腔體的左、中、右三個進(jìn)氣口上的氣流調(diào)節(jié)旋鈕來分配腔體內(nèi)的h2氣流量,進(jìn)而調(diào)節(jié)外延爐反應(yīng)腔體內(nèi)的流場分布,實現(xiàn)對硅外延片厚度均勻性的調(diào)節(jié),左、右兩側(cè)進(jìn)氣口的氣流量為21l/min。
(7)采用sihcl3作為生長原料,首先在硅單晶襯底片表面快速生長本征外延層,以抑制襯底雜質(zhì)的自擴(kuò)散過程,氫氣流量設(shè)定為150l/min,sihcl3流量設(shè)定為5l/min,生長時間設(shè)定為40sec,生長溫度設(shè)定為1070oc。
(8)再次用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)不斷稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150~230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1min,完成一次變流量吹掃過程,總共進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(9)利用sihcl3作為生長原料進(jìn)行摻雜外延層的生長,生長溫度設(shè)定為1070℃,氫氣流量控制在150l/min,sihcl3流量設(shè)定為5l/min,磷烷流量設(shè)定為117sccm,sihcl3和磷烷預(yù)先通過管路排空,實現(xiàn)氣體濃度的穩(wěn)定,排空時間設(shè)定為1min,外延層的生長時間設(shè)定為4min30sec。
(10)外延層生長完成后開始降溫,將氫氣和氮氣流量設(shè)定為100l/min,依次吹掃外延爐反應(yīng)腔體12min,然后將硅外延片從基座上取出。
(11)利用傅里葉紅外測試儀對硅外延片的厚度進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的厚度,獲得厚度均值和不均勻性,利用汞探針cv測試儀對硅外延片的電阻率進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的電阻率,獲得電阻率均值和不均勻性。
實施例2制得的硅外延片表面光亮,無劃道、層錯、位錯、滑移線、霧、橘皮、沾污等表面缺陷,厚度均值為6.16μm,不均勻性為0.64%,電阻率均值為1.30ω?cm,不均勻性為1.22%,測試結(jié)果如圖2所示。
實施例3
(1)外延爐石墨基座下方的感應(yīng)線圈的底端設(shè)有9組距離可調(diào)的調(diào)節(jié)桿,分別命名為4#-12#,首先通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿來頂起或拉低線圈的位置,調(diào)整線圈每個部分與石墨基座之間的間距,進(jìn)而改善基座的溫場分布均勻性,4#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-10,5#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-10,6#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-27,7#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-27,8#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+1,9#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-28,10#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為-26,11#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+2,12#調(diào)節(jié)桿的刻度值設(shè)定為+2。
(2)利用純度≥99.99%的hcl氣體對外延爐基座進(jìn)行腐蝕,完全去除基座上的殘余沉積物質(zhì),刻蝕溫度設(shè)定為1080℃,hcl氣體流量設(shè)定為35l/min,hcl刻蝕時間設(shè)定為5min??涛g完成后隨即對基座重新生長一層無摻雜多晶硅,生長原料為sihcl3,流量設(shè)定為5l/min,生長時間設(shè)定為5min。
(3)向外延爐基座片坑內(nèi)裝入硅單晶襯底片,依次利用純度均≥99.999%的氮氣和氫氣吹掃外延爐反應(yīng)腔體,氣體流量設(shè)定為100l/min,吹掃時間為8min。
(4)利用hcl氣體對硅單晶襯底片的表面進(jìn)行拋光,hcl流量設(shè)定為1l/min,拋光溫度設(shè)定為1080℃,拋光時間設(shè)定為1min,hcl對表面的去除量為0.25μm。
(5)使用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)不斷稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150-230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為1min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為1min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為1min,完成一次變流量吹掃過程,總共進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(6)在外延層生長前,通過旋轉(zhuǎn)外延爐反應(yīng)腔體的左、中、右三個進(jìn)氣口上的氣流調(diào)節(jié)旋鈕來分配腔體內(nèi)的h2氣流量,進(jìn)而調(diào)節(jié)外延爐反應(yīng)腔體內(nèi)的流場分布,實現(xiàn)對硅外延片厚度均勻性的調(diào)節(jié),左、右兩側(cè)進(jìn)氣口的氣流量為22l/min;
(7)采用sihcl3為生長原料,首先在硅單晶襯底片表面快速生長本征外延層,以抑制襯底雜質(zhì)的自擴(kuò)散過程,氫氣流量設(shè)定為150l/min,sihcl3流量設(shè)定為4l/min,生長時間設(shè)定為40sec,生長溫度設(shè)定為1070oc。
(8)再次用周期性變流量的氫氣對外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行吹掃,將襯底雜質(zhì)進(jìn)一步稀釋并排除出腔體,氫氣流量變化范圍設(shè)定為150-230l/min,氫氣流量從150l/min上升到230l/min,時間設(shè)定為2min,230l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為5min,然后將氫氣流量從230l/min下降至150l/min,時間設(shè)定為2min,150l/min的氣體吹掃,時間設(shè)定為3min,完成一次變流量吹掃的過程,總共需進(jìn)行2次變流量吹掃過程。
(9)利用sihcl3作為生長原料進(jìn)行摻雜外延層的生長,生長溫度設(shè)定為1070℃,氫氣流量控制在140l/min,sihcl3流量設(shè)定為5l/min,磷烷流量設(shè)定為113sccm,sihcl3和磷烷預(yù)先通過管路排空,實現(xiàn)氣體濃度的穩(wěn)定,然后進(jìn)入外延爐反應(yīng)腔體進(jìn)行外延層生長,排空時間設(shè)定為1min,外延層的生長時間設(shè)定為4min30sec。
(10)外延層生長完成后開始降溫,將氫氣和氮氣流量設(shè)定為100l/min,依次吹掃外延爐反應(yīng)腔體10min,然后將硅外延片從基座上取出。
(11)利用傅里葉紅外測試儀對硅外延片的厚度進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的厚度,獲得硅外延片厚度均值和不均勻性,利用汞探針cv測試儀對硅外延片的電阻率進(jìn)行測量,記錄中心點,以及四個距邊緣10mm的位置,共計五個測試點的電阻率,獲得硅外延片電阻率均值和不均勻性。
實施例3制得的硅外延片表面光亮,無劃道、層錯、位錯、滑移線、霧、橘皮、沾污等表面缺陷,厚度均值為6.21μm,不均勻性為0.39%,電阻率均值為1.32ω?cm,不均勻性為0.63%,測試結(jié)果如圖3所示。
與實施例1、實施例2相比,實施例3通過設(shè)定較高的左、右兩側(cè)進(jìn)氣口的氣體流量以及在每次外延層生長前均采用2次變流量吹掃過程,因此所制得的硅外延片不均勻性指標(biāo)最優(yōu),不均勻性小于1%。因此,實施例3為本發(fā)明的最佳實施例。