專利名稱：一種準(zhǔn)減壓外延生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅外延生長技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種準(zhǔn)減壓外延生長方法。
背景技術(shù)：
硅外延是在表面平整的單晶硅片上通過化學(xué)氣相反應(yīng)沉積一定厚度的單晶硅層，化學(xué)反應(yīng)是=SiH2CL2 — Si (沉積)+HCL。根據(jù)外延反應(yīng)壓力的不同可以分為常壓式外延(反應(yīng)腔體的壓力控制在低于大氣壓l_20torr,主要用于普通的娃外延)；減壓式外延(反應(yīng)腔體的壓力控制20-100torr ;主要用于埋層圖形硅外延)。埋層外延是指在刻有圖形的硅襯底片生長一層硅單晶(埋層襯底一般是通過離子注入和光刻制作而成)，其主要目的是提高器件的電學(xué)品質(zhì)。圖形漂移和圖形畸變是衡量埋層外延質(zhì)量好壞的兩個(gè)重要參數(shù)。圖形漂移指的是經(jīng)外延生長后的圖形相對(duì)于原襯底基底圖形的在方位上的移動(dòng)；圖形畸變是指經(jīng)外延生長后的圖形相對(duì)原襯底基底圖形的增大或縮小，變模糊或邊緣變得不銳利。硅外延后的反應(yīng)副產(chǎn)物HCL對(duì)埋層邊緣的擇優(yōu)腐蝕是導(dǎo)致埋層外延圖形畸變和圖形漂移的重要因素。減壓外延是改善圖形漂移和圖形畸變的重要方法；其通過減少反應(yīng)過程副產(chǎn)物HCL的分壓，來抑制HCL對(duì)埋層邊緣的擇優(yōu)腐蝕。通常的減壓外延體系的實(shí)現(xiàn)是通過在反應(yīng)體系的排氣端加上一個(gè)真空泵來實(shí)現(xiàn)的，但是若要增加真空泵勢(shì)必使整個(gè)系統(tǒng)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種準(zhǔn)減壓外延生長方法，克服利用傳統(tǒng)減壓外延工藝時(shí)，需要復(fù)雜的減壓設(shè)備問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種準(zhǔn)減壓外延生長方法，在常壓反應(yīng)系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣，以三氯氫硅和氫氣為反應(yīng)氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)。所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)壓力控制在低于大氣壓3torr-20torr之間。所述氬氣和反應(yīng)氣體的體積比例控制在10 1-50 I之間。所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長速率為0. 5—1. 5um/min。所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長溫度為1080-1120°C。
有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明通過在常壓硅外延生長系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)，從而達(dá)到減壓外延的效果。通過此方法，克服了傳統(tǒng)減壓外延所需要的復(fù)雜的減壓設(shè)備問題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種準(zhǔn)減壓外延生長方法，在常壓反應(yīng)系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣，以三氯氫硅和氫氣為反應(yīng)氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)。
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡的原理，在等溫等容的條件下，在反應(yīng)體系中引入惰性氣體，體系所處的化學(xué)平衡態(tài)不變。對(duì)于本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)而言，就相當(dāng)于在減壓系統(tǒng)引入惰性氣體氬氣，使系統(tǒng)反應(yīng)的壓力升到常壓，而新建立的常壓系統(tǒng)下的化學(xué)反應(yīng)平衡仍維持在原減壓反應(yīng)系統(tǒng)的所處的化學(xué)平衡態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)利用常壓系統(tǒng)來完成減壓外延的目的?；瘜W(xué)平衡是指在一個(gè)反應(yīng)體系中，當(dāng)正反應(yīng)速度和逆反應(yīng)速度相等時(shí)，體系所處的狀態(tài)。在溫度和體積一定下的反應(yīng)體系中，引入不參與反應(yīng)的惰性氣體，反應(yīng)體系所處的化學(xué)平衡態(tài)不會(huì)改變。為能夠更好的達(dá)到減壓外延的效果，本發(fā)明還可以采用如下的外延系統(tǒng)和工藝步驟(I)該準(zhǔn)減壓系統(tǒng)的壓力控制在低于大氣壓3tOrr-20tOrr之間，即將常壓反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)壓力控制在低于大氣壓3torr-20torr之間。(2)氬氣和反應(yīng)氣體的體積比例控制在10 1—50 I之間；常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長速率為0. 5—1. 5um/min ;常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長溫度為1080-1120°C。表I是采用本發(fā)明的方法生長的埋層圖形片與采用常規(guī)減壓外延系統(tǒng)生長的埋層圖形片的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比(采用晶向〈111〉偏3度襯底做外延)
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)減壓外延生長方法，其特征在于，在常壓反應(yīng)系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣，以三氯氫硅和氫氣為反應(yīng)氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)減壓外延生長方法，其特征在于，所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)壓力控制在低于大氣壓3torr_20torr之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)減壓外延生長方法，其特征在于，所述氬氣和反應(yīng)氣體的體積比例控制在10 1—50 I之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)減壓外延生長方法，其特征在于，所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長速率為 0. 5—1. 5um/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)減壓外延生長方法，其特征在于，所述常壓反應(yīng)系統(tǒng)的生長溫度為1080-1120°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)減壓外延生長方法，在常壓反應(yīng)系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣，以三氯氫硅和氫氣為反應(yīng)氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)。本發(fā)明通過在常壓硅外延生長系統(tǒng)中，以惰性氣體氬氣為載氣和填充氣體，來達(dá)到減壓外延條件下反應(yīng)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)，從而達(dá)到減壓外延的效果。通過此方法，克服了傳統(tǒng)減壓外延所需要的復(fù)雜的減壓設(shè)備問題。
文檔編號(hào)C30B25/16GK102618923SQ20121010560
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者張世波, 李慎重, 梁興勃, 王震, 田達(dá)晰, 陳華 申請(qǐng)人:浙江金瑞泓科技股份有限公司