專利名稱：半導(dǎo)體氣相外延的減壓方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于晶體生長的方法及其系統(tǒng)，具體地說，是一種制備半導(dǎo)體外延片的方法及其系統(tǒng)。
目前制備半導(dǎo)體器件的外延片，是硅源氣、氫氣、摻雜氣一起以＞10升/分經(jīng)射頻加熱線圈加熱分解，淀積在硅片襯底上生成硅外延層，分解后的氣體被排出室外。該系統(tǒng)是由硅源氣閥門、流量計，氫氣閥門、流量計，摻雜氣閥門、流量計，總閥門，反應(yīng)室，套在反應(yīng)室外圍的射頻加熱線圈，置于反應(yīng)室內(nèi)的石英支架、石墨基座，排氣管組成。當(dāng)前雖然外延行家們一致認(rèn)為，氣相外延壓力大小是影響半導(dǎo)體外延層各項參數(shù)的一個重要因素，但是這種半導(dǎo)體氣相外延的方法及其系統(tǒng)，不能方便地實現(xiàn)半導(dǎo)體氣相減壓外延。
根據(jù)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體氣相外延的減壓方法及其系統(tǒng)。
半導(dǎo)體氣相減壓外延可改善外延層的各項參數(shù)。本發(fā)明的目的是通過下述方法和系統(tǒng)實現(xiàn)的。
半導(dǎo)體氣相外延的減壓方法特征是硅原氣、氫氣、摻雜氣一起在反應(yīng)室內(nèi)氣壓為10～500托下進行外延生長，硅源氣反應(yīng)后的氣體由水抽氣射流循環(huán)裝置抽走。
為實現(xiàn)上述方法而專門設(shè)計的氣相減壓外延系統(tǒng)是由水池、進水管、增壓泵、出水管、噴水腔構(gòu)成的一個水抽氣射流循環(huán)裝置，出水管的噴水嘴在噴水腔內(nèi)。在反應(yīng)室與排氣管之間設(shè)置了真空壓力計、調(diào)節(jié)截止閥。排氣管出氣口接入噴水腔。
本發(fā)明的方法及其系統(tǒng)具有降低外延生長溫度，明顯地抑制外延過程中的氣相自摻雜，顯著地提高外延層厚度和電阻率均勻性，使襯底-外延層之間界面過渡區(qū)寬度變窄，圖形完整性更好，沉積速率高等效果。并具有以下優(yōu)點在氣流＞10升/分，反應(yīng)室內(nèi)壓力為10～500托的條件下能長時間的工作;水抽氣射流循環(huán)裝置可安裝在室外，遠離反應(yīng)室，安全可靠，無振動、無噪音;壓力可調(diào)，壓縮比大，排氣量大，耐腐蝕;結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護操作簡便，成本低。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實施方案。
參照附圖，硅烷氣，也可以是四氯化硅、二氯二氫硅，由閥門1、流量計2控制，氫氣由閥門3、流量計4控制，n(或P)型摻雜氣由閥門5、流量計6控制。經(jīng)過流量計2、4、6后，互相接通，通過總閥門7進入反應(yīng)室8的入口處。射頻加熱線圈9套在反應(yīng)室8外圍中間部位。反應(yīng)室8內(nèi)中間部位置有石英支架10，石英支架10上面放置石墨基座11，石墨基座11上能放置外延襯底片進行外延。反應(yīng)室8的另一頭為出氣口，在出氣口和排氣管14之間設(shè)置了真空壓力計12、調(diào)節(jié)截止閥13。調(diào)節(jié)截止閥13也可以設(shè)置在流量計2、4、6與反應(yīng)室8之間。水抽氣射流循環(huán)裝置是由水池15、進水管17、增壓泵18、出水管19和噴水腔20組成。出水管19的噴水嘴在噴水腔20內(nèi)。水池15也可以是水箱，它的側(cè)面有溢水管16。排氣管14的出氣口接入噴水腔20。
操作過程是先在石墨基座11上放置外延襯底，對反應(yīng)室8進行密封。然后開動增壓泵18，使水池15內(nèi)的水由進水管17到增壓泵18進行增壓后，通過出水管19由噴水嘴在噴水腔20內(nèi)向水池15中高速噴出，起到抽氣的作用，這就構(gòu)成了水抽氣射流循環(huán)裝置。這時打開調(diào)節(jié)截止閥13，對反應(yīng)室8進行抽空，真空壓力計12可讀出反應(yīng)室內(nèi)壓力大小。接通射頻加熱線圈9，對反應(yīng)室8中間部位包括外延襯底片進行加熱。最后打開氫氣閥門3，使流量計4的讀數(shù)為＞10升/分;硅烷氣閥門1，使流量計2的讀數(shù)為0.3升/分;n(或P)型摻雜氣閥門5，使流量計6的讀數(shù)為50毫升/分;同時打開總閥門7，由調(diào)節(jié)截止閥13控制反應(yīng)室8內(nèi)的氣壓為200托。使硅烷氣在反應(yīng)室8內(nèi)通過高溫區(qū)域反應(yīng)或分解，對外延襯底片進行外延生長，生長時間視外延層要求厚度而定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體氣相減壓外延的減壓方法，其中包括硅源氣、氫氣、摻雜氣一起以＞10升/分經(jīng)射頻加熱線圈加熱分解，淀積在襯底上生成的外延層，本發(fā)明的特征在于所述硅源氣、氫氣、摻雜氣一起在10～500托氣壓下進行外延生長，反應(yīng)后的氣體由水抽氣射流循環(huán)裝置抽走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述氣壓是200托。
3.一種使用權(quán)利要求1或2所述方法而專門設(shè)計的氣相減壓外延系統(tǒng)，其中包括閥門〔1〕、流量計〔2〕，閥門〔3〕、流量計〔4〕，閥門〔5〕、計量計〔6〕，反應(yīng)室〔8〕及套在其外圍的射頻加熱線圈〔9〕、置于其內(nèi)的石英支架〔10〕、石墨基座〔11〕，排氣管〔14〕，本發(fā)明的特征在于由水池〔15〕、進水管〔17〕、增壓泵〔18〕、出水管〔19〕、噴水腔〔20〕構(gòu)成的水抽氣射流循環(huán)裝置。出水管〔19〕的噴水嘴在噴水腔〔20〕內(nèi)，在反應(yīng)室〔8〕與排氣管〔14〕之間設(shè)置了真空壓力計〔12〕、調(diào)節(jié)截止閥〔13〕，排氣管〔14〕出氣口接入噴水腔〔20〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣相減壓外延系統(tǒng)，其特征在于調(diào)節(jié)截止閥〔13〕也可以設(shè)置在流量計〔2、4、6〕與反應(yīng)室〔8〕之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣相減壓外延系統(tǒng)，其特征在于流量計〔2、4、6〕與反應(yīng)室〔8〕之間可以設(shè)置一個總閥門〔7〕。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣相減壓外延系統(tǒng)，其特征在于水池〔15〕側(cè)面可以設(shè)置一個溢水管〔16〕。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的氣相減壓外延系統(tǒng)，其特征在于水池〔15〕側(cè)面可以設(shè)置一個溢水管〔16〕。
全文摘要
一種半導(dǎo)體氣相外延的減壓方法及系統(tǒng)。方法特征是外延氣壓在10～500托下進行外延生長，反應(yīng)后的氣體被抽走。系統(tǒng)特征包括出水管、噴水腔組成的水抽氣射流循環(huán)裝置。出水管的噴水嘴在噴水腔內(nèi)。反應(yīng)室與排氣管間設(shè)置了真空壓力計、調(diào)節(jié)截止閥，排氣管出氣口接入噴水腔。該方法及系統(tǒng)具有降低外延生長溫度、抑制自摻雜，提高外延層厚度和電阻率均勻性等效果；并具有氣流＞10升/分，壓力10～500托能長時間工作，排氣量大、耐腐蝕等優(yōu)點。
文檔編號H01L21/205GK1055258SQ9110178
公開日1991年10月9日 申請日期1991年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月19日
發(fā)明者葉必光, 沈復(fù)初, 陳堅 申請人:浙江大學(xué)