【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料制备技术,具体是一种功率芯片用外延片生产工艺。
技术介绍
目前功率芯片应用越来越广泛,对其性能也提出了更高要求,作为功率芯片用外延片生产工艺的重要组成部分,硅外延片的性能越来越受到人们的重视。现今在制备硅外延片时硅片内热场分布不均匀,且存在衬底杂质固态扩散和自然掺杂现象,这导致制备的硅外延片厚度均匀性和电阻率均匀性差。如何对现有硅外延片制备工艺做出改进,以提升硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性,这成为目前人们普遍关注的问题,然而,现今没有相应的工艺,也未见相关的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种功率芯片用外延片生产工艺,其应用时能降低衬底杂质固态扩散和自然掺杂现象的影响,能提升硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性。本专利技术解决上述问题主要通过以下技术方案实现:一种功率芯片用外延片生产工艺,包括以下步骤:步骤1、清洗衬底硅片;步骤2、将清洗后的硅片放入气相生长装置内,并将气相生长装置抽真空;步骤3、向气相生长装置内输入硅烷与磷烷的混合气体;步骤4、加热,并使气相生长装置内部温度维持在580℃~630℃,待硅片上淀积外延层厚度达到0.3~0.4μm时,停止加热;步骤5、采用氮气冲洗气相生长装置内部腔体,然后静置气相生长装置直至其内部温度降至室温,取出硅外延片成品。本专利技术淀积硅外延层时在真空环境下运行,能大大减少杂质污染,得到一个超净的生长环境,有利于获得原子级洁净的衬底表面,有利于降低外延温度和改进外延质量。本专利技术应用时硅烷与磷烷发生高温热分解反应,反应方程式如下:进一步的,所述步骤1中清洗衬 ...
【技术保护点】
一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、清洗衬底硅片;步骤2、将清洗后的硅片放入气相生长装置内,并将气相生长装置抽真空;步骤3、向气相生长装置内输入硅烷与磷烷的混合气体;步骤4、加热,并使气相生长装置内部温度维持在580℃~630℃,待硅片上淀积外延层厚度达到0.3~0.4μm时,停止加热;步骤5、采用氮气冲洗气相生长装置内部腔体,然后静置气相生长装置直至其内部温度降至室温,取出硅外延片成品。
【技术特征摘要】
1.一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、清洗衬底硅片;步骤2、将清洗后的硅片放入气相生长装置内,并将气相生长装置抽真空;步骤3、向气相生长装置内输入硅烷与磷烷的混合气体;步骤4、加热,并使气相生长装置内部温度维持在580℃~630℃,待硅片上淀积外延层厚度达到0.3~0.4μm时,停止加热;步骤5、采用氮气冲洗气相生长装置内部腔体,然后静置气相生长装置直至其内部温度降至室温,取出硅外延片成品。2.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤1中清洗衬底硅片具体包括以下步骤:步骤1.1、将硅片放入浓硫酸与双氧水按体积比1:1混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至100℃,并保持8min;步骤1.2、将硅片取出放入双氧水、氨水及去离子水按体积比1:1.2:5混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至75℃,并保持10min,然后取出硅片用去离子水冲洗;步骤1.3、将硅片放入质量分数为15%的氢氟酸溶液中浸泡40s,再取出用去离子水清洗;步骤1.4、将硅片放入双氧水、盐酸及去离子水按1:1.5:8混合成的混合溶液中,采用0.8℃/s匀速升温的方式将混合液升温至85℃,并保持18min,然后取出硅片用去离子水冲洗;步骤1.5、再次将硅片放入质量分数为15%的氢氟酸溶液中浸泡40s,然后取出硅片。3.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤2中抽真空后保持气相生长装置的真空度为10-7Pa。4.根据权利要求1所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于,所述步骤3中输入的混合气体中硅烷与磷烷的体积比为1:1。5.根据权利要求1~4中任意一项所述的一种功率芯片用外延片生产工艺,其特征在于, 所述气相生长装置包括壳体(1)、封盖(2)、支撑架(3)、泄压组件(7)、加热装置(9)及真空泵(10),所述壳体(1)上端开口,封盖(2)与壳体(1)连接且封闭壳体(1)的上端开口,壳体(1)构成有接通其内部的混合气体入口(4)、氮气入口(5)及排气口(6),所述加热装置(9)设于壳体(1)内,真空泵(10)与壳体(1)内部接通;所述支撑架(3)包括矩形定位板(301)、顶杆(304)及支撑臂(305),所述矩形定位板(301)和顶杆(304)均设于壳体(1)内,矩形定位板(301)上端面内凹构成有矩形凹槽(302)、以及位于矩形凹槽(302)侧壁上的矩形边框支撑台(303),所述矩形边框支撑台(303)上端面的水平高度低于矩形定位板(301)上端面的水平高度,所述顶杆(304)竖直设置且穿过矩形定位板(301)构成矩形凹槽(302)的区域,顶杆(304)上端端头的直径大于矩形定位板(301)穿过顶杆(...
【专利技术属性】
技术研发人员:王作义,胡宝平,陈小铎,崔永明,马洪文,白磊,
申请(专利权)人:四川广瑞半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:四川;51
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