硅外延片生产工艺技术研究

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1、摘要随着国内电子信息产业的飞速发展，对电子元器件的需求量越来越大，对电子元器件材料及其制备工艺的研究也越来越重要。外延层工艺材料最初用于双极集成电路、高压器件，在M0S集成电路中主要用于电路性能的改善。随着半导体工业的发展，对硅外延片的需求量大大增加，国内分立器件厂商纷纷上马4—6英寸工艺生产线。P型硅外延片是制备VDMOSFET、IGBT等多种新型电力电子器件的主要原材料，现在已越来越多地受到人们的重视。本论文针对电子元器件生产厂商的需求，研制开发硅外延片生产工艺技术，解决批生产工艺问题。批量生产中的核心问题是产品参数控制的稳定性、均匀性和可重复性，从而提高外延片的成品率。本文讨论了影响硅

2、外延片外延层电阻率稳定控制的主要因素，对硅外延片的生长原理、测试技术、生长参数的影响和生长工艺进行了深入研究。通过采用常压外延、背面封闭等技术，充分抑制高温状态下低阻重掺硼衬底的杂质自掺杂效应，使得外延层电阻率得到精确的控制。本文的研究结果已成功地应用到4英寸P／P+高阻厚层硅外延片的生产中，降低了生产成本，提高了经济效益。关键词：外延，掺杂，背封，电阻率▲■■lr．一，、●，}3ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheelectronicinformationindustryofourcountrytherearegreaterdemandsfortheel

3、ectroniccomponents，therefore，itbecomesveryimpoaanttodosomeresearchesontheelectronicmaterialsanditsfabricatedprocess．TheepitaxialmaterialisoriginallyusedinthebipolarICsandhighvoltagedevices，speciallyitismainlyusedtoimprovetheperformanceofMOSICs．Alongwiththedevelopmentofsemiconductorindustrygreaterde

4、mandsforsiliconepitaxialwafersappear．Thedomesticdiscretedevicesmanufacturersinitiatetheconstructionof4---6incheswaferlines．Ptypesiliconepitaxialwafers，whicharetheimportantmaterialsfortheproductionofmanynewkindsofelectronicdevicessuchasVDMOSFET．IGBTandSOon，aremoreandmoreattractingtheattention．Thispa

5、peremphasizestheR&Dofthefabricatingprocesstechnologyandbatchproductiontechnologyofsiliconepitaxialwafersondemandofthemanufacturerofelectroniccomponentsanddevices．Thekeytoincreasetheyieldofsiliconepitaxialwafersinthebatchproductionisthestability,uniformityandrepeatabilityinparametercontr01．Themainfa

6、ctorswhichaffectthestabilitycontroloftheresistivityofthesiliconepitaxialwafersarediscussed．Andthewafergrowingprinciple，testingtechnology,theeffectofgrowingparameterandgrowingprocessarealsostudied．Theself-dopingeffectofthelow—resistanceheavyborondopedsubstrateinhightemperatureisrestrainedbyconstantp

7、ressureepitaxial，backblockingandothertechnologies，whichresultintheprecisioncontroloftheresistivityoftheepitaxiallayer-Theresearchresultshavebeensuccessfullyappliedintheproductionof4inchesP／P+high-resistance