申请/专利权人：中国电子科技集团公司第四十六研究所;中电晶华(天津)半导体材料有限公司

申请日：2021-08-30

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113737276B

主分类号：C30B25/02

分类号：C30B25/02;C30B25/12;C30B25/14;C30B25/16;C30B29/06;H01L21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.12.21#实质审查的生效;2021.12.03#公开

摘要：一种提高硅外延生长速率的方法，反应腔体基座升温；通入氢气携带的气态三氯氢硅作为生长原料；用氢气将反应副产物排除；将硅衬底片装在反应腔体的基座上，基座升温；用氢气将硅衬底片和基座挥发出的各类杂质排除；氢气携带的气态三氯氢硅作为生长原料，在硅衬底片表面上进行硅外延层的生长；用氢气将生长过程中的反应副产物排除出反应腔体；待硅外延片温度后取出。本发明大幅提高了150~200mm硅外延片的生产效率，显著降低了工艺时间和维护成本，而且工艺简单，可操作性强，是适用于硅外延层厚度高于150μm的极厚层硅外延片的大规模工业生产技术，可用于高压功率器件领域。

主权项：1.一种提高硅外延生长速率的方法，其特征在于，步骤如下：（1）给反应腔体的基座进行升温，温度设定为1150~1160℃，通入氯化氢气体对反应腔体进行刻蚀，氯化氢气体流量设定为18~19Lmin，刻蚀时间设定为220~230sec；（2）通入氢气携带的气态三氯氢硅作为生长原料，氢气流量设定为90~95Lmin，气态三氯氢硅的流量设定为14~16Lmin，在反应腔体的基座上沉积多晶硅包覆层，沉积时间设为20~30sec；（3）采用90~95Lmin流量的氢气对反应腔体进行吹扫，吹扫时间设定为20~25sec，将反应副产物排除出反应腔体，然后反应腔体降温至200℃；（4）将硅衬底片装在反应腔体的基座上，基座升温至1120~1130℃；（5）使用90~95Lmin流量的氢气对反应腔体进行吹扫，吹扫时间设定为20~30sec，将硅衬底片和基座等挥发出的各类杂质排除出反应腔体；（6）氢气携带的气态三氯氢硅作为生长原料，沿着反应腔体中心区域及两侧的气路进气口分别进入，在硅衬底片表面上进行硅外延层的生长，氢气流量设定为90~95Lmin，气态三氯氢硅的流量设定为14~16Lmin，其中在反应腔体中心区域的进气流量的分配占比不低于82%，通过升降电机提高基座的高度，使反应腔体的顶部与基座的垂直距离设定为10~12mm，基座呈现行星式高速旋转，旋转速率高于37rmin，硅外延层的生长时间设定为25min；（7）使用90~95Lmin流量的氢气对反应腔体进行吹扫，吹扫时间设定为50~60sec，将生长过程中的反应副产物排除出反应腔体；（8）待硅外延片温度降低至40~60℃后取出；其中硅外延层的生长速率稳定高于6μmmin。

全文数据：

权利要求：

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