LPE–PE2061Sled外延片反应器的详细介绍

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-04-26 17:19 标签： 分子束外延
LPE PE2061S
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P型硅外延片工艺技术的研究.pdf 47页
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河北工业大学
硕士学位论文
P型硅外延片工艺技术的研究
姓名：安静
申请学位级别：硕士
专业：微电子学与固体电子学
指导教师：杨瑞霞
河北工业大学硕士学位论文
P 型硅外延片工艺技术的研究
21 世纪的微电子技术仍将以硅为主流。硅外延材料为半导体硅器件特别是各类硅集成
电路的发展提供了坚实、可靠的物质基础，支撑着当代微电子产业的持续发展。而外延材
料的制造水平则成为世界各国集成电路产业是否独立自主的重要标志。
P/P+硅外延片主要应用在超大规模集成电路和功率器件中，现在已经越来越受到人们
的重视。随着衬底直径的增大，P 型重掺衬底上生长的外延层的电阻率和厚度的均匀性却
越来越难以控制。如何从工艺优化的角度去改善外延层的电参数已成为器件制造过程中的
重要课题。
本文分析了外延的生长原理和生长工艺，研究了影响外延生长速度和外延片质量参数
的关键要素。通过改变反应气体中硅源流量、氢气流量及生长温度来观察硅外延生长速度
的变化，发现硅片内热场分布不均匀是影响P/P+硅外延片厚度均匀性的重要因素。采用温
度补偿方法，抑制了热场分布不均匀的影响，提高了P/P+硅外延片的厚度均匀性，使P/P+
硅外延片的厚度均匀性控制在1%以内。
P/P+硅外延片电阻率均匀性差的重要原因是衬底杂质的固态扩散和自掺杂现象。本文
采用两步生长法有效抑制了自掺杂效应并提高了P/P+硅外延片的电阻率均匀性，使P/P+硅
外延片的电阻率均匀性可以控制在2.5%以内。
本文在进行两步硅外延生长工艺中发现本征厚度与外延层电阻率和厚度有一定的关
系，通过工艺实验，明确了三者之间的变化趋势。
关键词：硅外延，电阻率，厚度，均匀性，自掺杂
P 型硅外延片工艺技术的研究
STUDY ON THE PROCESS TECHNOLOGY OF P-TYPE
EPITAXIAL SILICON WAFER
In the 21st century, silicon will still be the mainstream of microelectronics. Silicon epitaxial
semiconductor
devices ，
especially all kinds of silicon integrated circuits ，and supported the sustainable development of
contemporary
microelectronic
Meanwhile the
manufacture
becomes an important symbol to measure the independence of the IC industry in the world .
P/P+ epitaxial silicon wafers are mainly applied in very large scale
IC and power devices,
attention. However,
increasing
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利用掺锗的重掺硼硅衬底生长无失配位错的p%2fp-%27%2b-硅外延片.pdf 88页
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研究表明，锗的掺入可以抑制硼的外扩散，这可能是由于锗和硼形成了Ge．B对，
从而阻碍硼的外扩散。因此，利用掺锗的重掺硼硅衬底生长的p／p+硅外延片的过
渡区要比普通的p／P+硅外延片更窄。
4．锗对重掺硼直拉硅衬底的氧沉淀的影响
的体缺陷密度明显低于一般的重掺硼硅样品，这是因为锗掺入重掺硼硅中引入的
张应力不利于氧沉淀的长大。
℃／16h)后，掺锗的重掺硼硅样品中体缺陷密度都远低于一般的重掺硼硅样品。
这是由于锗的掺入给硅基体带来了张应力，抑制了可以作为氧沉淀异质形核中心
的B—O复合体的形成。
p／p+硅外延片，
失配位错，
重掺硼直拉硅
siliconwafers
Nowadays，p／p+epitaxialwidelyapplied
massofmisfitdislocationsforminthe
devices．Unfortunately,a
siliconwafersduetothereleaseofmismatchstraininducedthelattice
substrateand
mismatch the
heavilyboron·-doped
lightlyboron--doped
dislocations
significant
epitaxiallayer．The
definitely
themisfitdislocationsin
toreduceeveneliminate
transistors．Therefore，how
siliconwafersisa
issuetobeaddressed．Inthis
regard，herein，a
worthwhileefforthasbeen
expendedbyusingheavilygermaniumboron(Ge-B)
siliconwaferasthesubstratefor
siliconwafer．Listedbelow
p／p+epitaxial
arethemainresultsachievedinthisthesis．
1．Growth dislocation-freesiliconwafers
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IC工艺技术6-外延
&&IC工艺技术
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