【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，尤其涉及一种外延反应器重启方法及外延生长系统、外延硅晶圆。
技术介绍
1、在单晶抛光晶圆上生长一层单晶薄膜称为外延硅晶圆。相比抛光晶圆，外延硅晶圆具有表面缺陷少、结晶性优异和电阻率可控的特性，被广泛用于高集成化的集成电路(integrated circuit，ic)元件和金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mos)制程中。一般通过化学气相沉积法对晶圆进行外延生长，首先将晶圆传送至反应腔室承载晶圆的基座上，然后反应腔室升温，达到预设的温度后送入清洁气体(比如氢气)去除晶圆表面的自然氧化物，再送入硅源气体在晶圆正面连续均匀的生长外延层。
2、图1为晶圆外延层的制备过程示意图。如图1所示，晶圆外延层制备主要分为2个阶段，第一阶段进行腔室刻蚀，通入氢气(h2)和刻蚀气体(hcl)，氢气作为主气流运载刻蚀气体(hcl)与沉积在反应腔室的副产物反应，对反应腔室进行自清洁；第二阶段进行外延层生长，通入氢气(h2)、硅源气体(sihcl3/h2)和掺杂气体(b2h6/h2)，在氢气烘烤步骤中氢气与晶圆表面的自然氧化层反应可以获得洁净的外延衬底，在外延沉积步骤中氢气作为主气流运载成膜气体和掺杂气体在晶圆表面生长电阻率可控的外延层。
3、相关技术中，在对外延反应器腔室进行重启时，并不检测外延反应器腔室的水分浓度是否达标。若外延反应器腔室水分去除不充分，会导致刻蚀气体和水分反应形成酸，高温下与石墨基座表面的碳
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种外延反应器重启方法及外延生长系统、外延硅晶圆，能够改善外延硅晶圆的品质。
2、为了达到上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
3、一种外延生长系统，包括：
4、外延反应器腔室；
5、与所述外延反应器腔室连通的废气管路；
6、水分测试仪，包括水分测试样气进气管路和水分测试样气出气管路；
7、连接所述废气管路和所述水分测试样气进气管路的第一支路，用以将所述废气管路中的气体输送至所述水分测试仪进行水分检测；
8、连接所述废气管路和所述水分测试样气出气管路的第二支路，用以将进行水分检测后的气体输送至所述废气管路排出。
9、一些实施例中，还包括：
10、设置在所述第一支路上的测温装置，用以测量所述第一支路中气体的温度。
11、一些实施例中，还包括：
12、设置在所述第一支路上的冷却装置和控制器；
13、所述控制器用以根据所述测温装置测定的温度，控制所述冷却装置对所述第一支路中的气体进行冷却。
14、本专利技术实施例还提供了一种外延反应器重启方法，应用于如上所述的外延生长系统，包括：
15、利用所述水分测试仪测量所述水分测试样气进气管路输送的气体中的水分浓度；
16、在所述水分浓度不大于预设阈值时，向所述外延反应器腔室通入刻蚀气体清洁所述外延反应器腔室；在所述水分浓度大于预设阈值时，对所述外延反应器腔室进行烘烤，去除所述外延反应器腔室中的水分。
17、一些实施例中，所述利用所述水分测试仪测量所述水分测试样气进气管路输送的气体中的水分浓度之前，所述方法还包括：
18、利用氮气对所述外延反应器腔室进行吹扫；
19、对所述外延反应器腔室进行烘烤，并利用氢气对所述外延反应器腔室进行吹扫。
20、一些实施例中，所述对所述外延反应器腔室进行烘烤包括：
21、将所述外延反应器腔室升温至700-800℃，保持7-9小时；
22、将所述外延反应器腔室升温至800-900℃，保持3-5小时。
23、一些实施例中，所述向所述外延反应器腔室通入刻蚀气体清洁所述外延反应器腔室之后，所述方法还包括:
24、向所述外延反应器腔室内循环传入外延硅片，并在所述外延硅片上生长外延层；
25、对制备的外延硅晶圆进行测试，若所述外延硅晶圆的少数载流子寿命mclt平均值小于2000us，继续向所述外延反应器腔室内循环传入外延硅片，并在所述外延硅片上生长外延层；若所述外延硅晶圆的mclt平均值不小于2000us，则制备外延硅晶圆。
26、一些实施例中，所述预设阈值为2ppm。
27、一些实施例中，所述方法还包括：
28、利用所述控制器根据所述测温装置测定的温度，控制所述冷却装置对所述第一支路中的气体进行冷却。
29、一些实施例中，所述控制所述冷却装置对所述第一支路中的气体进行冷却包括：
30、在所述测温装置测定的温度大于25℃时，控制所述冷却装置对所述第一支路中的气体进行冷却；在所述测温装置测定的温度不大于25℃时，控制所述冷却装置停止对所述第一支路中的气体进行冷却。
31、本专利技术实施例还提供了一种外延硅晶圆，所述外延硅晶圆的少数载流子寿命平均值不小于2775us，所述外延硅晶圆的少数载流子寿命最小值不小于990us。
32、本专利技术的有益效果是：
33、本实施例中，利用水分测试仪监控外延反应器腔室中的水分浓度，在水分浓度不大于预设阈值时，向外延反应器腔室通入刻蚀气体清洁外延反应器腔室，这样能够避免通入外延反应器腔室的刻蚀气体与水分反应形成酸，避免高温下酸与石墨基座表面的碳化硅涂层薄膜反应，避免石墨基座表面的碳化硅涂层薄膜被刻蚀穿透，提高了石墨基座的寿命，并且避免石墨基座中的不纯物扩散到外延硅晶圆，提高了外延硅晶圆的品质；另外可以避免酸与外延反应器腔室中金属部件反应形成金属氯化物，对外延硅晶圆造成污染，提高了外延硅晶圆的品质。
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1.一种外延生长系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的外延生长系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的外延生长系统，其特征在于，还包括：
4.一种外延反应器重启方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3中任一项所述的外延生长系统，包括：
5.根据权利要求4所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述利用所述水分测试仪测量所述水分测试样气进气管路输送的气体中的水分浓度之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求4或5所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述对所述外延反应器腔室进行烘烤包括：
7.根据权利要求4所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述向所述外延反应器腔室通入刻蚀气体清洁所述外延反应器腔室之后，所述方法还包括:
8.根据权利要求4所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述预设阈值为2ppm。
9.根据权利要求4所述的外延反应器重启方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的外延生长系统，所述方法还包括：
10.根据权利要求9所述的外延反应器重启方
11.一种外延硅晶圆，其特征在于，所述外延硅晶圆的少数载流子寿命平均值不小于2775us，所述外延硅晶圆的少数载流子寿命最小值不小于990us。
...【技术特征摘要】
1.一种外延生长系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的外延生长系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的外延生长系统，其特征在于，还包括：
4.一种外延反应器重启方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3中任一项所述的外延生长系统，包括：
5.根据权利要求4所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述利用所述水分测试仪测量所述水分测试样气进气管路输送的气体中的水分浓度之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求4或5所述的外延反应器重启方法，其特征在于，所述对所述外延反应器腔室进行烘烤包括：
7.根据权利要求4所述的外延...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，请求不公布姓名，贾帅，
申请(专利权)人：西安奕斯伟材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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