硅外延生长电阻率与厚度一致性的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文硅外延生长电阻率与厚度一致性的研究姓名：甄可龙申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：刘玉岭2003.3.1河北工业大学硕士学位论文硅外延生长电阻率与厚度一致性的研究摘要本文对硅外延片电阻率和厚度均匀一致性的改善做了一系列探索和改进。电阻率是硅外延片的一个重要参数，在以B、As等为掺杂剂的硅单晶衬底进行外延生长时，由于严重的自掺杂现象，电阻率均一性很难控制。国内外采用背封、基座腐蚀包硅、提高预烘焙温度、提高载气流量、二次生长、加入少量HCL等方法，但效果并不理想

2、，并且增加了工艺的复杂性和生产周期。本文深入分析了造成自掺杂的各种因素，推断出自掺杂的形成机理及过程，利用变流量的方法改变反应室内的气流状态，迅速降低了存在于滞留层中的自掺杂杂质浓度，简洁有效地提高了电阻率的均匀一致性。(经生产实践证明，P型衬底硅外延片的电阻率均一性可以控制在4％以内)，这种方法改变了传统观念，避开了次要矛盾，通过在自掺杂形成的关键环节进行控制，简化了生产工艺，缩短了生产周期，降低了生产成本。厚度的均匀一致性也是硅外延片重要的性能指标。作者在电子13所的生产实践中发现：进行N／P+

3、型外延生长时，片子中心和边缘厚度差异很大，而且无法用传统的工艺方法进行改善。经过分析认为，由于P+衬底存在严重的自掺杂，造成了P—N结向外延层表面推移，片子的不同部位自掺杂程度可能不同，推移程度也就有所不同，从而造成了外延层厚度“不均匀”的一种假相。这种“不均匀”同样严重影响这片子的质量和制成器件的性能。作者采用控制自掺杂的办法有效的改善了片子的厚度均匀一致性，这样就打破了对电阻率和厚度进行分别控制的传统工艺方法。在对外延片厚度均一性的控制理论上也是一种创新。希望我所作的一切能为微电子产业的发展起到

4、一定的推动作用。关键词：外延层，滞留层，电阻率，厚度，均一性，CVD——————————————————』堂堕坚墅型塾堕奎!!堡壁二：塾堡塑婴壅ImproovementOfTheUniformityAndConsistencvOfTh'eResistivityAndThicknessofTheEpitaxy蠢versABSTRACTSiliconepitaxymaterialisallimportantinformationfunctionalmaterial．IthasSOmanyadvantag

5、esthatthesiliconmonocrystalwafershaven't，suchasintegrityofepitaxylayerscrystal，highGOI，perfectsurfacequality,lesssoRerrorsandlatchingeffects．Nowadays．thesiliconepitaxymaterialisgettingmoreaedmoreregardsandwidelyusedalongwiththerapidprogressoftheMicroel

6、ectronicIndustry．Thicknessandresistivityaretwoparametersofsiliconepitaxywafcrswhichareveryimportant．Itisknownthattheresistivityofsiliconepitaxylayersisaveryimportantparameterinthesiliconepitaxyproduction．Thestabilityoftheparameterwillinfluencetheperfor

7、mancesandyieldsofthefinalelectronicdevices．TheresistivityofsiliconepitaxywaferswithSb-dopingsubstrateiseasytocontrol，well，theresistivityofsiliconepitaxywaferswithAsandBsubstratesarehardtocontr01．Itisbecausethat，itishardtoremovetheimpurityinthestagnantl

8、ayerduringgrowth，whichwillresultinseriousauto·doping．Somemanufacturersinourcountryandabroadfindsomewaystosolvethisproblem，suchasback-seal，substratesiliconetchcoating，temperatureincreasinginpre-bake，increasingoftherateofflowofcarriergas，