外延抑制自掺杂技术简介

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1、毕业论文简介外延抑制自掺杂技术研究应用物理2班08510233伏瑜指导老师：王青(教授)杜金生(工程师)摘要外延层杂质浓度是影响电学性能的重要参数，外延掺杂存在有意识掺杂和无意识掺杂（即自掺杂），自掺杂影响外延生长。自掺杂降低了衬底/外延界面过渡区的陡峭程度，同时也增加了外延淀积过程中的本底浓度。不但对外延层的电阻率控制带来相当大的困难，使外延层界面处杂质分布梯度变缓，外延层有效厚度减薄，PN结击穿电压的显著降低，晶体管的大电流特性变坏，特别不利于要求薄而界面处杂质分布陡的外延层的微波器件的制造。而且一些有害杂质的存在，还会使噪声

2、增加等。本文对外延淀积过程中自掺杂的产生进行了分析，提出了在外延淀积过程中可以通过改变压力、温度、及采用HCl腐蚀抛光技术、背封技术、H2烘烤赶气技术、二步外延技术等方法来解决外延自掺杂，从而改善器件的特性参数。关键词：外延淀积自掺杂AbstractTheimpurityconcentrationisakeyparameterwhichhasaneffectontheelectricalperformanceofthedeviceintheepitaxy,thedopingofepitaxyexistsconsciousandun

3、consciousdoping(i.e,self-doping),thegrowthofepitaxyisinfluencedbyself-doping.Sincetheself-dopingreducedthesteepdegreeofsubstrateandtheepitaxyinterfaceoftransitionregion,alsoincreasedbackgroundconcentrationintheprocessoftheextension.Itmakesthecontroloftheepitaxy,sresis

4、tivitydifficult,theepitaxyoftheinterfacebetweenlayerimpuritiesdistributiongradientslow,theepitaxyofeffectivethicknessthin,thebreakdownvoltageofPNjunctionsignificantlyreduce,andthecurrentcharacteristicsoftransistorchangebad,especiallytothedisadvantageofmanufacturingmic

5、rowavedevices,whichwererequiredthinandthedistributionoftheimpuritiesweresteepintheinterface.Andtheexistenceofsomeharmfulimpurities,stillcanmakenoiseup,etc.Thispaperanalisedthegenerationofself-dopingduringtheepitaxialdeposition,sometechniquessuchasalteringpress,tempera

6、ture，HClrot,back-seal,H2expel，andtwo-stepepitaxy,areproposedtoimprovetheelectricalcharateristicsofthedevicebyreducingself-dopingeffectduringepitaxialdeposition.Keywords:Epitaxy;Deposition;Self-doping;第一章外延技术概述1、概念所谓外延就是在一定的条件下，在单晶衬底上，沿原来的结晶方向生长一层导电类型、电阻率、厚度和晶格结构、完整性等都

7、符合要求的新单晶层的工艺过程。生长的单晶层称为外延层（如图1-1）。图1-1硅外延层2、工艺知识目前制备半导体单晶外延层的最主要方法是化学气相淀积法(ChemicalVaporDeposition，CVD)。所谓化学气相淀积，就是利用气态物质在固体表面上进行化学反应，生成固态淀积物的过程。其主要的反应式为：SiHxCly+XH2=Si+yHCl3、外延层制备的主要设备图1-2PER061桶式感应加热外延炉外形图1-3ASM-E2单片红外加热外延炉外形第二章掺杂存在的问题及解决方法1、掺杂掺杂指在生长外延层的同时引入n型或p型杂质。

8、外延掺杂中存在有意识掺杂和无意识掺杂，主要的有意识掺杂是指在外延层上有意进行的掺杂，通过掺杂，使外延层的电阻率达到一定的值。无意识掺杂是衬底表面的固态扩散和气相中的自掺杂，是外延工艺中不希望存在的掺杂。2、自掺杂存在的问题自掺杂的存在降低了衬底/外