vdmos功率场效应管外延材料的研究

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1、摘要VDMOS功率场效应管外延材料的研究国内功率VDMOS管用外延片现在主要采用6英寸抛光片，但一直以来我国生产的6英寸厚层外延片质量并不能完全满足VDMOS生产的需要，主要是随着衬底尺寸、外延厚度的增长，外延厚度、电阻率一致性以及外延过渡区等诸多问题无法满足要求；同时外延层中的微缺陷和重金属杂质沾污也是VDMOS管失效的主要原因之一。本课题从外延生长的机理进行分析重掺杂(重掺As为例)衬底的自掺杂现象，通过实际、有效、简单的工艺流程来解决外延层一致性差的问题，参数满足VDMOS管对外延材料厚度和电阻率均匀性的要求；分析、推算外

2、延过渡区对VDMOS管参数的影响，通过理论分析、推测，研究重掺杂衬底高阻外延时出现的过渡区问题，通过实用化和最优化的工艺解决该问题，最终优化形成了简化的生产工艺，在满足成品率要求的情况下缩短了生产周期，降低了生产成本。研究分析硅外延层中的微缺陷原理，通过优化工艺，消除厚层外延缺陷多的问题，尤其是导致VDMOS器件失效的重金属杂质沾污问题。关键词：VDMOS；外延层；化学气相淀积；均匀性；过渡区：重金属杂质ABSTRACTAStudyofEpitaxialLayerforPowerVDMOSTransistorABSTRACTMa

3、nyimportantcircuitfunctionsaleimplantedatepitaxiallayerinICanddiscretedevices．6inchchip’productionhasplayanimportantpartinVDMOSfield-effecttransistorproductionsinchina．Our6inchepitaxyproductqualityWasunabletomeettheVDMOStransistorproductionneed．Withlargesizewaferandt

4、hickepitaxiallayer,theuniformityofthickness．resistivity,transitionwidthWasoutofcontrolline．Inthethesis．themechanismofauto-dopingiSstudiedtheoreticallyandthefactorsinfluencingtheauto—dopingofN-typeepitaxiallayerareanalyzed，Basedonthisidea,Iputforwardanew,simpleprocess

5、torestraintheAsauto-dopingsufficiently,andgooduniformityandconsistency(within3％)oftheresistivityoftheN-typesiliconepitaxiallayersareobtained，theepitaxywafersarewidelyusedinVDMOStransistorproductline．AttheSalTletime．thecostisreducedandtheproductivityandyieldsareincrea

6、sed．Byoptimizedtheprocess．thethickepitaxiallayerswithlOWdefaultshavebeenproducted，andtheproblemsofmetalliccontaminationandparticulatecontaminationhavebeensolved．Keyword：VDMOS；Epitaxylayer；CVD；uniformity；transitionwidth；metalliccontamination．1I目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯11．1VDMOS功率场效应管及其外延材料产业发展状况与趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2本论文研究的内容和工程意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21．2．1VDMOS管硅外延材料生长技术问题和研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。21．2．2本论文研究的主要内容及工程意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3第二章硅外延在功率MOS器件发展中的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．42．1VDMOS器件的发展及市场⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．42．2功率器件的硅外延材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42．3硅气相CVD的生长技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯52．3．1典型的硅气相外延技术及生长机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．3．2外延层的测量技术分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．3．3硅外延气相设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．10第三章关于外延参数一致性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯