[发明专利]掺杂气体供应设备以及掺杂气体供应方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种在外延膜生长工艺中使用的掺杂气体供应设备以及掺杂气体供应方法。

背景技术

近年来，集成电路(IC)制造公司所采用的硅外延膜技术正逐步发展。硅外延膜技术的发展极大地归功于被广泛使用的硅外延制造技术的进步。硅外延膜的一个关键特性就是薄膜电阻率或者掺杂浓度。各种功率M0SFET(金属-氧化层-半导体-场效晶体管)器件在额定电压方面的性能取决于外延膜掺杂以及厚度。对于许多工艺以及器件开发人员来说，找到最佳掺杂水平、以及选择掺杂类型总是最具有挑战性。

用于不同功率器件的不同生产线通常在外延膜厚度和电阻率水平上所有不同。因此，对于工艺开发人员来说，及时地为不同的工艺提供充足的选择或者灵活性是必须的，而且这对于新产品快速地进入市场并保持竞争力来说也是至关重要的。

在开发阶段，需要进行大量实验来获取所期望的掺杂和/或电阻率曲线、以及与目标厚度相对应的浓度水平，从而实现期望的器件性能。由此可能存在的限制及困难在于错误的掺杂类型和/或错误的掺杂浓度。尤其是，对于已经设计好的新产品开发和/或引入计划中，这会造成很严重的问题。

因此，希望提出一种能够获得较宽范围的外延膜电阻率调节能力的技术方案。

发明内容

本发明的一个目的是通过定制设备气体供应线路配置来提供一种能够获得较宽范围的外延膜电阻率调节能力的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种掺杂气体供应设备，其包括：第一掺杂气体源；第二掺杂气体源；第一气体切换装置，其输入端连接至所述第一掺杂气体源以及所述第二掺杂气体源，以便接通所述第一掺杂气体源和/或所述第二掺杂气体源；以及第一气体质量流速控制器，其连接至所述第一气体切换装置的输出端。

根据本发明的第一方面，通过提供气体切换装置，可实现大范围的掺杂物浓度变化，以用于实现利用单个设备来完成外延膜电阻率调节或优化；即，能够获得较宽范围的外延膜电阻率调节能力。

在上述掺杂气体供应设备中，所述掺杂气体供应设备还包括：第一氢气源；与所述第一氢气源相连的第二气体质量流速控制器；以及第一混合器，其连接至所述第一气体质量流速控制器的输出端以及所述第二气体质量流速控制器的输出端。

在上述掺杂气体供应设备中，所述掺杂气体供应设备还包括：第二氢气源，其与所述第一气体切换装置的输入端相连，用于当所述第一气体切换装置在不同掺杂气体之间切换时清理所述第一气体切换装置。

在上述掺杂气体供应设备中，所述第一气体切换装置包括：气体安全检测器，用于检测所述第一气体切换装置的漏气。

在上述掺杂气体供应设备中，所述第一气体切换装置包括：检查阀门，其被布置在气流方向上，以防止气体朝向气体供应源的回流。

根据本发明的第二方面，提供了一种掺杂气体供应方法，所述掺杂气体供应方法包括步骤：提供第一掺杂气体源；提供第二掺杂气体源；提供第一气体切换装置，并且将其输入端连接至所述第一掺杂气体源以及所述第二掺杂气体源，以便接通所述第一掺杂气体源和/或所述第二掺杂气体源；以及提供第一气体质量流速控制器，并且将其连接至所述第一气体切换装置的输出端。

在上述掺杂气体供应方法中，所述掺杂气体供应方法还包括步骤：提供第一氢气源；提供与所述第一氢气源相连的第二气体质量流速控制器；以及提供第一混合器，并且将其连接至所述第一气体质量流速控制器的输出端以及所述第二气体质量流速控制器的输出端。

在上述掺杂气体供应方法中，所述掺杂气体供应方法还包括步骤：提供第二氢气源，并且将其与所述第一气体切换装置的输入端相连，用于当所述第一气体切换装置在不同掺杂气体之间切换时清理所述第一气体切换装置。

在上述掺杂气体供应方法中，所述掺杂气体供应方法还包括步骤：提供气体安全检测器，以检测所述第一气体切换装置的漏气。

在上述掺杂气体供应方法中，所述掺杂气体供应方法还包括步骤：提供检查阀门，并且将其被布置在气流方向上，以防止气体朝向气体供应源的回流。

本领域技术人员可以理解的是，本发明的第二方面与本发明第一方面对应，同样可以实现根据本发明第一方面的设备所实现的有益效果。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示出了根据现有技术的掺杂气体供应设备的示意图。

图2示出了根据本发明实施例的掺杂气体供应设备的示意图。