專利名稱：Pin開關管用硅外延片的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種硅外延片，具體而言，是一種PIN開關管用硅外延片。
二背景技術：
眾所周知，在N+襯底上生長極低濃度的外延層是極其困難的。目前國際上一般采用低壓低溫外延生長和等離子體增強化學汽相淀積，但這種方法設備復雜、價格昂貴，在一定條件下限制其使用范圍，而且低壓淀積時生長速率也太慢，不適用于5-8μ厚外延層的生長。硅外延是這樣一種技術，其生長的原子以單晶方式有序地排列在襯底表面且生長層的晶體結構與襯底完全相同。應用這項技術的最重要的原因是外延層中的雜質易與控制。外延層的摻雜可以是N型、P型并與襯底摻雜無關。而且可在重摻雜襯底上生長輕摻雜外延層。理想的外延層與襯底的界面是陡峭的。然而在實際生長條件下，有二種重要因素影響到過度區(qū)的分布情況一是雜質原子由高濃度襯底向外延層的固態(tài)擴散，其最終的雜質分布為余誤差函數(shù)分布Nepi(x)=12N0erfcx2Dt]]>式中N0是襯底濃度，Nepi是外延層濃度，襯底表面取x＝0，D是雜質擴散系數(shù)，t外延生長時間。
二是外延生長時的汽相自摻雜，汽相自摻雜對過度區(qū)有幾方面的影響(a)雜質從襯底背面和襯底邊緣的蒸發(fā)；(b)雜質從襯底正面的蒸發(fā)；(c)雜質從襯底正面向外延層擴散。所謂汽相自摻雜是在外延生長時，HCI氣腐后產生的高濃度雜質，留在反應室內，雖經大流量氣體吹除，仍有部分雜質留在襯底表面的滯留層內，在外延生長時作為摻雜雜質進入外延層里，致使襯底與外延層界面雜質濃度過高，造成過度區(qū)加寬，從而減少外延層的有效厚度。同時汽相自摻雜對外延層表面經向電阻率分布的均勻性產生很大的影響，使外延片中心電阻率高，邊緣電阻率低，制成器件時其擊穿電壓Vbc是中間大邊緣小，造成擊穿電壓的不均勻。
三、實用新型內容針對過度區(qū)的大小直接影響分立器件的擊穿電壓和飽和壓降，為了減少過度區(qū)寬度進行了本實用新型創(chuàng)造。本實用新型是依據(jù)自摻雜的產生機理及抑制方法和固體擴散的理論而發(fā)展起來的一種硅外延新型技術。與常規(guī)的外延相比，其技術的特點是先對高濃度的襯底背面用多晶硅包封，后對襯底表面用外延層包封。
本實用新型的技術方案如下一種PIN開關管用硅外延片，它包括襯底與外延層，所述的襯底與外延層間有過度區(qū)，外延層的電阻率分布平坦，所述的外延層的濃度低于1013cm-3。
本實用新型的硅外延片在其后的器件高溫工藝中阻擋襯底的雜質向外延層擴散，最大限度的減少汽相自摻雜的影響，以減少過度區(qū)寬度，提高器件的擊穿電壓和降低飽和壓降。同時在生長高阻薄層外延層時，可大大提高外延層電阻率和減少過度區(qū)寬度，特別對PIN開關二極管用，可降低插損，提高開關速度。
四

圖1本實用新型的結構示意圖五具體實施方式
以下對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地說明一種PIN開關管用硅外延片，其特征在于它包括襯底1和外延層2，所述的外延層2的濃度低于1013cm-3。
具體采取的技術工藝措施如下A.第一次外延生長a.背面包封高溫處理石墨基座，清理原來的高濃度多晶硅并淀積一層純度多晶硅，用多晶硅自封閉技術使多晶硅從石墨基座轉移(或吸附)到襯底背面；b.在高濃度的襯底表面生長一層高阻外延層進行包封，其生長溫度、生長速率和外延時間等工藝條件與第二次外延生長有所不同，其厚度和電阻率隨外延層的厚度和電阻率而變，也與器件的功率和型號有關，同時必須考慮到如下幾點①所用襯底的摻雜類型和摻雜濃度；②熱氧化和擴散過程中雜質的再分布；c.低溫淀積低溫淀積可減小自摻雜雜質的蒸汽壓和固態(tài)擴散速率。B.第二次外延生長生長一層電阻率和厚度符合器件要求的外延層。
二次外延的目的是在其后的器件高溫工藝中阻擋襯底的雜質向外延層擴散，最大限度的減小汽相自摻雜的影響，以減小過度區(qū)寬度，提高器件的擊穿電壓和降低飽和壓降。同時在生長高阻薄層外延層時，二次外延技術可大大提高外延層電阻率和減小過度區(qū)寬度，特別對PIN開關二極管用外延材料，應用該技術可降低插損，提高開關速度。
權利要求1.一種PIN開關管用硅外延片，其特征在于它包括襯底(1)與外延層(2)。
2.根據(jù)權利要求1所述的硅外延片，其特征在于所述的襯底(1)與外延層(2)間有過度區(qū)，外延層(2)的電阻率分布平坦，所述的外延層(2)的濃度低于1013cm-3。
專利摘要本實用新型涉及一種PIN開關管用硅外延片，它包括襯底和外延層，且外延層的濃度低于10
文檔編號H01L29/36GK2817075SQ20052007142
公開日2006年9月13日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權日2005年5月10日
發(fā)明者馬林寶 申請人:南京國盛電子有限公司