[其他]溴強腐蝕混合源抑制自摻雜硅外延

無效

• 申請號: 86102688
• 申請日: 1986-04-16
• 公開（公告）號: CN86102688A
• 公開（公告）日: 1987-10-28
• 發明（設計）人: 劉明登;湯廣平;全寶富
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 吉林大學專利事務所
• 代理人: 楊德勝

本發明屬于半導體硅器件及集成電路制造技術，是一種抑制重摻雜硅襯底上硅外延生長中的自摻雜效應的工藝。

四氯化硅低壓硅外延和硅烷低壓硅外延可以抑制硅外延中的自摻雜效應。但抑制自摻雜效應的效果與反應室內的壓力有關，與加熱方式有關，與硅襯底背面封閉有關。使用高頻感應加熱外延，在反應室內壓力較低時有產生高頻低壓氣體放電現象限制了壓力的降低，從而影響抑制自摻雜效果。在硅烷外延中，生長速率低，需要采用予先對襯底背面實行高純硅淀積封閉，然后再進行硅外延的兩次生長。所以生長工藝周期長，浪費材料。因此在使用高頻感應加熱爐外延時，上述兩種方法對抑制重摻砷、重摻磷的硅襯底上的自摻雜效應的效果有一定限制。另外，外延前大多數采用高溫氯化氫氣相拋光工藝操作繁瑣;少數使用的溴拋光工藝則由于為了除去溴中水加入四氯化硅，產生的二氧化硅粉塵沾污外延系統，影響外延片的質量。

本發明采用了高純濃硫酸為脫水劑的溴氣相拋光工藝，操作簡單有效，無二氧化硅粉塵沾污外延系統。

本發明采用了溴強腐蝕拋光，利用基座上硅遷移效應對硅襯底實行原位背面硅封閉，外延生長和背面封閉可一次完成。簡化了操作，縮短了工藝周期，封閉效果好。

本發明采用了四氯化硅和硅烷混合源生長，兼有兩種硅源的優點，實驗證明能夠有效抑制自摻雜效應。

本發明的高純濃硫酸溴脫水裝置由硫酸瓶（圖1中1）和溴瓶

本發明的高純濃硫酸溴脫水裝置由硫酸瓶（圖1中1）和溴瓶（圖1中2）組成，以氫氣為載氣，將經過脫水裝置的溴載至高溫下的反應室（圖1中5），對反應室中基座（圖1中6）上的硅襯底（圖1中7）實行強腐蝕的同時，使硅襯底背面遷移2微米以上多晶硅。然后按一定比例通入四氯化硅和硅烷進行外延生長。

本發明的特點是，常壓外延，設備簡單，操作方便，工藝周期短，生長速率高于相同條件下的四氯化硅為源的硅外延，無二氧化硅粉塵沾污，抑制自摻雜效果好。

本發明的外延生長溫度950℃～1150℃;混合源中四氯化硅烷的摩爾比例是〔SiCl₄〕∶〔SiH₄〕＝3∶7-7∶3。本發明的其它外延指標可根據實際外延要求確定。

圖1為實驗裝置圖。1為濃硫酸瓶。2為溴瓶。3為四氯化硅瓶。4為硅烷瓶。5為反應室。6為包硅石墨基座。7為硅襯底。8為高頻感應加熱器。