一种外延片及其制备方法与流程

本申请涉及半导体制造，具体涉及一种外延片及其制备方法。

背景技术：

1、目前在外延片制备过程中，通常会产生高温热应力，导致生长的外延片翘曲度高。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种外延片制备方法，可以改善外延片翘曲度，提高产品良率。

2、本申请第一方面提供一种外延片制备方法，包括：

3、将衬底放入反应腔内；

4、将所述反应腔升温至第一温度t1，向所述反应腔内通入氢气，对所述衬底进行烘烤；

5、将所述反应腔降温至第二温度t2，保持向所述反应腔内通入所述氢气，并向所述反应腔内通入硅源气体和掺杂气体，以在所述衬底上生长外延层；

6、停止通入所述硅源气体和所述掺杂气体，得到外延片；

7、其中，60℃≤t1-t2≤80℃。

8、在一些实施方式中，在将所述反应腔升温至第一温度t1，向所述反应腔内通入氢气，对所述衬底进行烘烤的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述烘烤的时间为1～1.5min；所述第一温度t1的范围为1170～1180℃。

9、在一些实施方式中，在将所述反应腔降温至第二温度t2，保持向所述反应腔内通入所述氢气，并向所述反应腔内通入硅源气体和掺杂气体，以在所述衬底上生长外延层的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述硅源气体的气流量为10～20g/min；所述掺杂气体的气流量为0～300sccm；所述第二温度t2的范围为1100～1110℃；所述外延层生长的速率为3.5～4.2μm/min。

10、在一些实施方式中，在将衬底放入反应腔内之前，还包括：

11、将反应腔升温至第三温度t3，通入氯化氢气体对所述反应腔进行刻蚀。

12、在一些实施方式中，在将反应腔升温至第三温度t3，通入氯化氢气体对所述反应腔进行刻蚀的过程中，所述氯化氢的气流量为20～21l/min；所述第三温度t3的范围为1150～1190℃；所述刻蚀的时间为1～2min。

13、在一些实施方式中，在将反应腔升温至第三温度t3，通入氯化氢气体对所述反应腔内的基座进行刻蚀之后，还包括：

14、将所述反应腔降温至第四温度t4，所述第四温度t4的范围为750～850℃。

15、在一些实施方式中，在得到外延片之后，还包括：

16、通入氢气对所述外延片进行吹扫后，将所述反应腔降温至第五温度t5。

17、在一些实施方式中，在通入氢气对所述外延片进行吹扫后，将所述反应腔降温至第五温度t5的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述吹扫的时间为5～10s；所述第五温度t5的范围为750～850℃。

18、在一些实施方式中，在向所述反应腔内通入硅源气体和掺杂气体之前，还包括：

19、保持所述反应腔在所述第二温度t2恒温30～60s；

20、将硅源气体和掺杂气体通入尾气处理装置。

21、在一些实施方式中，所述硅源气体选自三氯氢硅。

22、在一些实施方式中，所述掺杂气体选自磷烷或硼烷。

23、在一些实施方式中，所述硅源气体和所述掺杂气体的流量比为10～20:0～300。

24、本申请的第二方面提高一种外延片，外延片采用如前所述的外延片制备方法制备得到。

25、在一些实施方式中，所述外延片的翘曲度为40～50μm。

26、本申请的有益效果在于：

27、本申请提供一种外延片制备方法，包括：将衬底放入反应腔内；将反应腔升温至第一温度t1，向反应腔内通入氢气，对衬底进行烘烤；将反应腔降温至第二温度t2，保持向反应腔内通入氢气，并向反应腔内通入硅源气体和掺杂气体，以在衬底上生长外延层；停止通入硅源气体和掺杂气体，得到外延片；其中，60℃≤t1-t2≤80℃。本申请通过在生长外延片前采用高温对衬底进行烘烤，在外延生长过程中采用低温进行外延层生长，可以释放外延层生长过程中的热应力，从而降低了制备得到的外延片的翘曲度，提高了产品良率。

28、本申请还提供一种外延片，外延片的翘曲度为40～50μm，采用本申请的外延片制备方法制备得到的外延片具有较低的翘曲度。

技术特征：

1.一种外延片制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，在将所述反应腔升温至第一温度t1，向所述反应腔内通入氢气，对所述衬底进行烘烤的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述烘烤的时间为1～1.5min；所述第一温度t1的范围为1170～1180℃。

3.根据权利要求2所述的外延片制备方法，其特征在于，在将所述反应腔降温至第二温度t2，保持向所述反应腔内通入所述氢气，并向所述反应腔内通入硅源气体和掺杂气体，以在所述衬底上生长外延层的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述硅源气体的气流量为10～20g/min；所述掺杂气体的气流量为0～300sccm；所述第二温度t2的范围为1100～1110℃；所述外延层生长的速率为3.5～4.2μm/min。

4.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，在将衬底放入反应腔内之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的外延片制备方法，其特征在于，在将反应腔升温至第三温度t3，通入氯化氢气体对所述反应腔内的基座进行刻蚀的过程中，所述氯化氢的气流量为20～21l/min；所述第三温度t3的范围为1150～1190℃；所述刻蚀的时间为1～2min。

6.根据权利要求4所述的外延片制备方法，其特征在于，在将反应腔升温至第三温度t3，通入氯化氢气体对所述反应腔进行刻蚀之后，还包括：

7.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，在得到外延片之后，还包括：

8.根据权利要求7所述的外延片制备方法，其特征在于，在通入氢气对所述外延片进行吹扫后，将所述反应腔降温至第五温度t5的过程中，所述氢气的气流量为40～60l/min；所述吹扫的时间为5～10s；所述第五温度t5的范围为750～850℃。

9.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，在向所述反应腔内通入硅源气体和掺杂气体之前，还包括：

10.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，所述硅源气体选自三氯氢硅；和/或，

11.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，所述硅源气体和所述掺杂气体的流量比为10～20:0～300。

12.一种外延片，其特征在于，外延片采用如权利要求1～11中任一项所述的外延片制备方法制备得到。

13.根据权利要求12所述的外延片，其特征在于，所述外延片的翘曲度为40～50μm。

技术总结本申请公开了一种外延片及其制备方法。该外延片制备方法，包括：将衬底放入反应腔内；将反应腔升温至第一温度T<subgt;1</subgt;，向反应腔内通入氢气，对衬底进行烘烤；将反应腔降温至第二温度T<subgt;2</subgt;，保持向反应腔内通入氢气，并向反应腔内通入硅源气体和掺杂气体，以在衬底上生长外延层；停止通入硅源气体和掺杂气体，得到外延片；其中，60℃≤T<subgt;1</subgt;‑T<subgt;2</subgt;≤80℃。本申请通过在生长外延片前采用高温对衬底进行烘烤，在外延生长过程中采用低温进行外延层生长，可以释放外延层生长过程中的热应力，从而降低制备得到的外延片的翘曲度，提高产品良率。技术研发人员：韩少锋,黄星博,王自坤受保护的技术使用者：中环领先半导体科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5