本發(fā)明涉及屬于半導(dǎo)體外延片的制造領(lǐng)域，尤其是平板外延爐溫場的調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

隨著外延片尺寸的不斷增大，越容易受到熱應(yīng)力效應(yīng)的影響，導(dǎo)致片內(nèi)缺陷增多，且8寸外延產(chǎn)品對片內(nèi)均勻性提出了更高的要求，這些直接受制于反應(yīng)腔的熱場分布，因此，對外延爐反應(yīng)腔的熱場分布提出更嚴(yán)苛的要求。

8寸平板外延爐的熱場分布是通過對外延爐前部(Front)、側(cè)部(Side)、后部(Rear)三個區(qū)域的溫度補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，從而得到外延生長較均勻的熱場，如圖1所示。在熱場調(diào)節(jié)過程中，對反應(yīng)腔(Front、Side、Rear三個區(qū)域且相互獨(dú)立)溫度的補(bǔ)償分為正補(bǔ)償或是負(fù)補(bǔ)償，而在具體操作過程中，對不同區(qū)域采用何種補(bǔ)償，具體補(bǔ)償值是多少，方法不一。

現(xiàn)有技術(shù)常用滑移線觀測法指導(dǎo)熱場調(diào)節(jié)，即對Front、Side、Rear三個區(qū)域分別采用某一設(shè)定值，在中阻襯底上生長一層外延層，通過觀察滑移線的分布情況，決定采用正補(bǔ)償或者負(fù)補(bǔ)償以及具體的補(bǔ)償?shù)闹?，通過不斷嘗試，使熱場分布趨于均勻?；凭€觀測法的缺點(diǎn)在于，需要多次嘗試，既耗時間又耗襯底等原材料，調(diào)試成本較高。

因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種平板外延爐溫場的調(diào)節(jié)方法，能夠快速地得到外延爐腔體內(nèi)的溫場分布情況，相比于現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)約了晶元(注入片原材料)使用量，并能夠縮短了溫場調(diào)節(jié)時間。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可采用如下技術(shù)方案：

一種平板外延爐溫場的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：

(1)、對經(jīng)過離子注入法處理的注入片在爐腔內(nèi)進(jìn)行烘烤，此時爐腔內(nèi)具有初始溫度補(bǔ)償值；

(2)、將烘烤好的注入片用濕法去除表面氧化層；

(3)、用四探針測試注入片表面的方塊電阻，以溫度作為橫坐標(biāo)，方塊電阻作為縱坐標(biāo)，測試不同溫度下烘烤的注入片中心點(diǎn)的方塊電阻，進(jìn)行線性擬合，線性擬合指數(shù)R²為0.9933，從而得到方塊電阻和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系；

(4)、四探針測試得到片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻分布情況；

(5)、根據(jù)步驟(4)中注入片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻分布情況，得到各區(qū)域相比于中心點(diǎn)的方塊電阻差值，根據(jù)溫度和方塊電阻的折算關(guān)系，得到各區(qū)域相比中心點(diǎn)的溫度偏差關(guān)系，從而得到各區(qū)域的實(shí)際溫度分布；

(6)、根據(jù)步驟(5)中得到的實(shí)際溫度分布，在初始的溫度補(bǔ)償值基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，得到一組理想溫度補(bǔ)償值。

有益效果：相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明平板外延爐溫場的調(diào)節(jié)方法通過測試不同溫度下烘烤后的注入片的方塊電阻，得到溫度和方塊電阻的線性關(guān)系，以此為基礎(chǔ)，通過量測烘烤后的注入片片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻，得到溫場分布情況，指導(dǎo)溫場調(diào)節(jié)，能夠快速地得到外延爐腔體內(nèi)的溫場分布情況，相比于現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)約了晶元使用量，且大大縮短了溫場調(diào)節(jié)時間。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中對注入片的烘烤方法包括以下步驟：

(1.1)、將爐腔升溫到1180℃；

(1.2)、通入HCL處理爐腔；

(1.3)、將爐腔降溫到850℃；

(1.4)、將注入片裝入位于爐腔內(nèi)的石墨基座；

(1.5)、將爐腔溫度升至外延產(chǎn)品所需溫度，爐腔內(nèi)具有上述初始溫度補(bǔ)償值；

(1.6)、爐腔內(nèi)不通入摻雜源和硅源，并保持一個固定時間；

(1.7)、爐腔降溫；

(1.8)、將爐腔內(nèi)的注入片取出完成外延。

并且，以上步驟(1.1)至步驟(1.8)中，石墨基座不旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，步驟(1.6)中，所述固定時間為60s。

優(yōu)選的，所述初始溫度補(bǔ)償值具體為，外延爐的前部溫度補(bǔ)償值為-15、側(cè)部溫度補(bǔ)償值為-25、后部溫度補(bǔ)償值為-40。

優(yōu)選的，步驟(5)中，溫度和方塊電阻的折算關(guān)系為1Ω/口＝1.52℃。

優(yōu)選的，步驟(4)中，片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻測試為41點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述溫度偏差為：外延爐的前部溫度偏差為7、外延爐的側(cè)部溫度偏差為0、外延爐的后部溫度偏差為-8，用初始溫度補(bǔ)償值減去溫度偏差，得到一組理想的溫度補(bǔ)償值：外延爐的前部理想溫度補(bǔ)償值-22、外延爐的側(cè)部理想溫度補(bǔ)償值-25、外延爐的后部理想溫度補(bǔ)償值-32。

優(yōu)選的，本方法適用于8英寸外延片的制造。

附圖說明

圖1為型號是ASM E2000的外延爐前部(Front)、外延爐側(cè)部(Side)、外延爐后部(Rear)區(qū)域加熱管分布。

圖2為方塊電阻和溫度的線性關(guān)系。

圖3為注入片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻分布圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例提供了一種改進(jìn)的8寸平板外延爐溫場的調(diào)節(jié)方法，即使用8寸P中阻襯底(電阻率8～12Ω.cm)。

請參閱圖1至圖3所示，以下對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地說明。

本實(shí)施例提供的調(diào)節(jié)方法包括：

(1)、對注入片在爐腔內(nèi)進(jìn)行烘烤，此時爐腔內(nèi)具有初始溫度補(bǔ)償值；所述初始溫度補(bǔ)償值具體為，外延爐的前部溫度補(bǔ)償值為-15、側(cè)部溫度補(bǔ)償值為-25、后部溫度補(bǔ)償值為-40。

對注入片的烘烤方法包括以下步驟：

(1.1)、將爐腔升溫到1180℃；

(1.2)、通入HCL處理爐腔；

(1.3)、將爐腔降溫到850℃；

(1.4)、將注入片裝入位于爐腔內(nèi)的石墨基座；

(1.5)、將爐腔溫度升至外延產(chǎn)品所需溫度，爐腔內(nèi)具有上述初始溫度補(bǔ)償值；

(1.6)、爐腔內(nèi)不通入摻雜源和硅源，并保持一個固定時間；

(1.7)、爐腔降溫；

(1.8)、將爐腔內(nèi)的注入片取出完成外延。

并且，以上步驟(1.1)至步驟(1.8)中，石墨基座不旋轉(zhuǎn)。

(2)、將烘烤好的注入片用濕法去除表面氧化層；

(3)、用四探針測試注入片表面的方塊電阻，以溫度作為橫坐標(biāo)，方塊電阻作為縱坐標(biāo)，測試不同溫度下烘烤的注入片中心點(diǎn)的方塊電阻，進(jìn)行線性擬合，線性擬合指數(shù)R²為0.9933，從而得到方塊電阻和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系；1Ω/口＝1.52℃。

(4)、四探針測試得到注入片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻分布情況，得到注入片內(nèi)41點(diǎn)的方塊電阻分布圖；

(5)、根據(jù)步驟(4)中注入片內(nèi)多點(diǎn)的方塊電阻分布情況，即根據(jù)注入片內(nèi)41點(diǎn)的方塊電阻分布情況，得知外延爐的前部比中心點(diǎn)低10個方塊電阻，外延爐的后部比中心點(diǎn)高12個方塊電阻，外延爐側(cè)部和中心點(diǎn)視為無差異，得到各區(qū)域相比于中心點(diǎn)的方塊電阻差值，根據(jù)溫度和方塊電阻的折算關(guān)系，得到各區(qū)域相比中心點(diǎn)的溫度偏差關(guān)系：外延爐的前部溫度偏差為7、外延爐的側(cè)部溫度偏差為0、外延爐的后部溫度偏差為-8，用初始溫度補(bǔ)償值減去溫度偏差，得到一組理想的溫度補(bǔ)償值：外延爐的前部理想溫度補(bǔ)償值-22、外延爐的側(cè)部理想溫度補(bǔ)償值-25、外延爐的后部理想溫度補(bǔ)償值-32。

(6)、根據(jù)步驟(5)中得到的實(shí)際溫度分布，在初始的溫度補(bǔ)償值基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，得到一組理想溫度補(bǔ)償值。

在本方法中，用離子注入法注入N型雜質(zhì)離子制備成注入片，該注入片中的N型雜質(zhì)離子在高溫下被激活，從而表面形成P-N結(jié)。時間一定時，N型雜質(zhì)離子被激活的量是與溫度成正比，因此用4探針測量注入片表面不同區(qū)域的方塊電阻。

本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。