一种厚外延颗粒改善的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种厚外延颗粒改善的工艺，采用常压外延设备，使用的硅片直径为300mm，在外延生长过程中，预涂层时间调整为15s

【技术实现步骤摘要】
一种厚外延颗粒改善的工艺


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体为一种厚外延颗粒改善的工艺。

技术介绍

[0002]目前市场常用的产品MOSFET结构主要是在薄外延片上生产进行，外延层的作用是用来保证具有足够的击穿电压，低掺杂的外延层的尺寸越厚，耐压的额定值越大，但是其导通电阻也急剧的增大。要想保证高压的功率MOSFET具有足够的击穿电压，同时降低导通电阻，最直观的方法就是，基于超结的内建横向电场的高压功率MOSFET，这样就可以增加外延层的厚度，厚外延工艺就此在市场上展开广泛应用。但是厚外延工艺本身就具备较难的加工工艺，如有效解决表面颗粒就是问题之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种厚外延颗粒改善的工艺，具有硅片外延层厚度较厚(50um以上)，厚度均匀性好，表面颗粒度干净的特点，能有效提高300mm厚外延硅片的市场竞争力。
[0004]一种厚外延颗粒改善的工艺，采用常压外延设备，使用的硅片直径为300mm，在外延生长过程中，预涂层时间调整为15s
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45s，预涂层速率为2.5
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3.8μm/min，生长温度为1100
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1130℃，设定TCS流量为15
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22g/min，基座转速为35
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55转/min。
[0005]优选的，常压外延设备采用ASM公司Intrepid XP系列。
[0006]优选的，外延层的厚度≥50μm。
[0007]优选的，表面大颗粒≤10颗。
[0008]优选的，包括以下步骤：
[0009](1)首先选用直径为300mm的硅片，硅片要求为双抛片，在外延生长前，需要对硅片进行清洗，清洗机选用芝浦公司的最终清洗机，清洗剂为臭氧水和氢氟酸溶液交替清洗；
[0010](2)外延生长前，对外延设备的腔体进行清理，使用固定菜单将腔体和基座表面刻蚀干净，保证无涂层残留；
[0011](3)用KLA公司生产的SP5颗粒测试仪，对硅片的表面进行检测，并进行颗粒度记录；
[0012](4)将菜单的预涂层时间调整为15s
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45s；
[0013](5)将菜单的预涂层速率调整为2.5
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3.8μm/min；
[0014](6)将菜单的生长温度设定为1100
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1130℃；
[0015](7)将菜单的TCS流量设定为15
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22g/min；
[0016](8)将菜单的基座转速调整为35
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55转/min。
[0017]优选的，所述预涂层时间为30s，预涂层速率为3.44μm/min，生长温度设定为1120℃，TCS流量设定为20g/min，基座转速调整为50转/min。
[0018]优选的，外延前，对硅片表面进行清洁处理的步骤为臭氧清洗、臭氧清洗、DIW、氢氟酸溶液清洗、臭氧水清洗、纯水清洗、N2清洗。
[0019]优选的，氢氟酸的纯度要求为分析纯。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、300mm的大尺寸外延片能达到厚度50μm以上。
[0021]2、表面大颗粒(颗粒等级：0.09μm)≤10颗。
附图说明
[0022]图1为所用外延设备的结构示意图。
[0023]图2为外延片厚度分布图。
[0024]图3为工艺改善前颗粒测试图。
[0025]图4为工艺改善后颗粒测试图。
具体实施方式
[0026]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]一种厚外延颗粒改善的工艺，包括如下步骤：
[0028](1)首先选用直径为300mm的硅片进行清洗，清洗机使用芝浦公司生产的最终清洗机，清洗步骤为臭氧清洗、臭氧清洗、DIW、氢氟酸溶液清洗、臭氧水清洗、纯水清洗、N2清洗，目的为清除硅片表面杂质，保证外延衬底干净无异常；清洗完毕后用KLA公司的SP5系列的颗粒测试仪测试硅片表面的颗粒前值并做记录，如图3所示；
[0029](2)将ASM公司Intrepid XP设备的腔体进行专用的菜单清洁处理；如图1所示；
[0030](3)在硅片装入腔体前进行菜单调整；
[0031](4)将菜单的预涂层时间调整为30s；
[0032](5)将菜单的预涂层速率调整为3.44μm/min；
[0033](6)将菜单的生长温度设定为1120℃；
[0034](7)将菜单的TCS流量设定为20g/min；
[0035](8)将菜单的基座转速调整为50转/min；
[0036](9)将硅片装入chamber进行外延生长；
[0037](11)生长完毕后用Semilab公司生产的Nano系列设备测试硅片的厚度分布；
[0038](12)用KLA公司生产的SP5颗粒测试仪测试硅片的表面颗粒并记录数据，如图4所示。
[0039]调节预涂层时间能保证腔体里基座上的预处理膜能达到一定的厚度，膜厚的厚度能影响基座的温场，过薄温场较差会在硅片边缘产生多晶粘连，导致大颗粒产生，且预涂层的时间过久也会在腔体上有TCS沉积，在硅片取下时，TCS沉积的涂层也会掉落在硅片表面形成大颗粒。调整生长温度为1100
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1130℃是为了保证TCS有合适的反应温度。调整TCS的流量保证了外延生长具有较适宜的成膜速率。调整基座转速35
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55转/min保证了厚膜硅片具有较好的成膜均匀性。
[0040]如附图2所示，采用该工艺加工300mm的硅片厚外延片，厚度可达到50um以上(实际54.8μm)，且均匀性可控制在1.5％以内，表面大颗粒(颗粒等级：0.09um)≤10颗(实际为8颗)，如图4所示。
[0041]尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚外延颗粒改善的工艺，其特征在于：采用常压外延设备，使用的硅片直径为300mm，在外延生长过程中，预涂层时间调整为15s
‑
45s，预涂层速率为2.5
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3.8μm/min，生长温度为1100
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1130℃，设定TCS流量为15
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22g/min，基座转速为35
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55转/min。2.根据权利要求1所述的厚外延颗粒改善的工艺，其特征在于：常压外延设备采用ASM公司Intrepid XP系列。3.根据权利要求1所述的厚外延颗粒改善的工艺，其特征在于：外延层的厚度≥50μm。4.根据权利要求1所述的厚外延颗粒改善的工艺，其特征在于：表面大颗粒≤10颗。5.根据权利要求1至4任意一项所述的厚外延颗粒改善的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先选用直径为300mm的硅片，硅片要求为双抛片，在外延生长前，需要对硅片进行清洗，清洗机选用芝浦公司的最终清洗机，清洗剂为臭氧水和氢氟酸溶液交替清洗；(2)外延生长前，对外延设备的腔体进行清理，使用固定菜单将...

【专利技术属性】
技术研发人员：常雪岩，黄皓宽，杜金生，王余旭，张坤，叶建，
申请(专利权)人：中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：