【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料制造领域，具体涉及一种厚层frd外延片制备方法。
技术介绍
1、frd器件(快恢复二极管)是一种开关特性好、反向恢复时间短的半导体二极管，主要应用于开关电源、pwm脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。
2、外延片的生长伴随着升温及降温过程，温度的改变会导致晶圆内部应力的改变，当硅外延层厚度超过一定值，其内部应力变化大于硅键结合力，导致硅外延片裂纹裂片的产生。在frd硅外延片生长过程中，当外延层厚度大于一定值时(＞100μm)，硅外延片容易产生裂纹裂片现象，造成生产成本变高，产品质量下降等问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种操作简单、有效降低裂片率的厚层frd外延片制备方法。
2、技术方案：一种厚层frd外延片制备方法，包括以下步骤：
3、s1、处理基座和硅衬底片；
4、s2、升温并通入h2、硅源和磷掺杂源，在硅衬底片基础上生长第一层掺杂外延层；
5、s3、第一层掺杂外延层生长完成后，均匀降温至设定值，并维持一定时间；
6、s4、均匀升温至第一层掺杂外延层生长温度，并维持一定时间；
7、s5、重复步骤s2-s4，生长若干层掺杂外延层；
8、s6、完成掺杂外延层生长后，降温，依次通入h2、n2吹扫，将外延片取出。
9、具体的，所述步骤s1包括以下子步骤：
10、s11、通
11、s12、通入hcl对硅衬底片进行表面抛光处理，通入h2对硅衬底片进行表面吹扫。
12、优选的，所述步骤s11中，腐蚀处理的温度为1160℃，hcl气体流量设定为40l/min，腐蚀速率为5μm/min；n2吹扫流量设定为150l/min，吹扫时间12min；通入h2进行变温变流量吹扫，温度初始设定为920℃，升温至1130℃，升温时间10min，温度稳定时间1min，h2流量初始设定为150l/min，上升至320l/min，气体流量上升过渡时间为1min，气体稳定吹扫时间为10min。
13、优选的，所述步骤s12中，hcl流量设定为2l/min，温度设定为1130℃，时间设定为5min；通入h2进行变温变流量吹扫，温度初始设置为1130℃，升温至1180℃，升温时间2min，温度稳定时间为5min，h2流量初始设定为320l/min，上升至360l/min，气体流量上升过渡时间为2min，气体稳定吹扫时间为5min。
14、具体的，所述步骤s2中，硅源为sihcl3，磷掺杂源为ph3掺杂剂。
15、优选的，所述步骤s2中，生长温度设定为1080℃，h2流量设定为360l/min，sihcl3流量设定为35g/min，掺杂外延层生长速率控制在1.4μm/min。
16、优选的，所述步骤s3中，降温速率设定为40℃/min，降温至820℃后，维持1min。
17、优选的，所述步骤s4中，升温速率设定为40℃/min，升温至1080℃后，维持1min。
18、优选的，所述步骤s6中，h2流量设定为150l/min、n2流量设定为150l/min，吹扫时间均设定为12min。
19、具体的，所述步骤s6中，外延片的外延层厚度大于100μm。
20、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著效果是：在外延层生长过程中采用多次升温-降温工艺，有效释放硅外延片的应力，生产的厚层frd产品(厚度＞100μm)裂片率降至0.1％以下，其余参数均满足frd器件的性能指标要求，保证了产品的质量和生产的稳定性，为厚层frd产品(＞100μm)甚至超厚层frd产品(＞150μm)的裂纹裂片问题提供了有效解决途径。
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1.一种厚层FRD外延片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S11中，腐蚀处理的温度为1160℃，HCl气体流量设定为40L/min，腐蚀速率为5μm/min；N2吹扫流量设定为150L/min，吹扫时间12min；通入H2进行变温变流量吹扫，温度初始设定为920℃，升温至1130℃，升温时间10min，温度稳定时间1min，H2流量初始设定为150L/min，上升至320L/min，气体流量上升过渡时间为1min，气体稳定吹扫时间为10min。
4.根据权利要求2所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S12中，HCl流量设定为2L/min，温度设定为1130℃，时间设定为5min；通入H2进行变温变流量吹扫，温度初始设置为1130℃，升温至1180℃，升温时间2min，温度稳定时间为5min，H2流量初始设定为320L/min，上升至360L/min，气体流量上升过渡
5.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，硅源为SiHCl3，磷掺杂源为PH3掺杂剂。
6.根据权利要求5所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，生长温度设定为1080℃，H2流量设定为360L/min，SiHCl3流量设定为35g/min，掺杂外延层生长速率控制在1.4μm/min。
7.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，降温速率设定为40℃/min，降温至820℃后，维持1min。
8.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，升温速率设定为40℃/min，升温至1080℃后，维持1min。
9.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，H2流量设定为150L/min、N2流量设定为150L/min，吹扫时间均设定为12min。
10.根据权利要求1所述的厚层FRD外延片制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，外延片的外延层厚度大于100μm。
...【技术特征摘要】
1.一种厚层frd外延片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的厚层frd外延片制备方法，其特征在于：所述步骤s1包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的厚层frd外延片制备方法，其特征在于：所述步骤s11中，腐蚀处理的温度为1160℃，hcl气体流量设定为40l/min，腐蚀速率为5μm/min；n2吹扫流量设定为150l/min，吹扫时间12min；通入h2进行变温变流量吹扫，温度初始设定为920℃，升温至1130℃，升温时间10min，温度稳定时间1min，h2流量初始设定为150l/min，上升至320l/min，气体流量上升过渡时间为1min，气体稳定吹扫时间为10min。
4.根据权利要求2所述的厚层frd外延片制备方法，其特征在于：所述步骤s12中，hcl流量设定为2l/min，温度设定为1130℃，时间设定为5min；通入h2进行变温变流量吹扫，温度初始设置为1130℃，升温至1180℃，升温时间2min，温度稳定时间为5min，h2流量初始设定为320l/min，上升至360l/min，气体流量上升过渡时间为2min，气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博源，尤晓杰，马梦杰，王银海，
申请(专利权)人：南京国盛电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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