[发明专利]外延腔体温度监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种外延腔体温度监控方法。

背景技术

外延即在硅单晶衬底上沿原来的晶向再生长一层硅单晶薄膜的工艺。硅外延片是制作半导体分立器件的主要材料，因为它既能保证PN结的高击穿电压，又能降低器件的正向压降。硅外延片能让双极性电路(IC)的器件做在有重掺埋层的轻掺外延层上，形成生长的PN结，解决IC的隔离问题，因此它也是IC器件的主要原材料。

对于半导体器件来说，需要外延层具有完美的晶体结构，然而在实际的外延生长过程中，由于外延腔体内的温度分布不均，会使得生长的外延层中具有滑移线等缺陷，从而影响外延层的晶体结构。例如，当外延腔体内的温度分布不均时，外延生长的晶体的晶格位错，即外延层会出现滑移线的缺陷。因此，确定外延腔体内各区域的温度对于外延片的生产具有非常重要作用，但是，现有技术中并没有精确地检测方法来监控外延腔体内各区域的温度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种外延腔体温度监控方法，能够精确地监控外延腔体内各区域的温度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种外延腔体温度监控方法，包括：

步骤一：提供至少一衬底，所述衬底中具有掺杂元素；

步骤二：将所述衬底放入一外延腔体中，在所述衬底表面高温下生长一外延层，在所述生长过程中，所述衬底不转动；

步骤三：检测所述外延层的表面方块电阻值的分布情况；

步骤四：根据所述表面方块电阻值的分布情况判断所述外延腔体的温度分布情况。

可选的，采用离子注入的方法将所述掺杂元素注入所述衬底。

可选的，所述掺杂元素为磷元素。

可选的，所述离子注入的能量为50keV～100keV，剂量为5×10¹²cm^-2～8×10¹⁴cm^-2。

可选的，所述外延层包括多个部分，所述外延腔体包括多个与所述部分的位置一一对应的区域，在所述步骤四中：

如果所述外延层的一部分的表面方块电阻值高于其它所述部分的表面方块电阻值，则所述一部分所对应的所述区域的温度低于其它所述区域的温度；

如果所述外延层的一部分的表面方块电阻值低于其它所述部分的表面方块电阻值，则所述一部分所对应的所述区域的温度高于其它所述区域的温度。

可选的，所述外延层的材料为单晶硅。

可选的，所述衬底为硅衬底。

可选的，在所述步骤三中，采用四探针的方法测量49点的表面方块电阻值，检测所述外延层的表面方块电阻值的分布情况。

可选的，

在所述步骤一中，提供两个所述衬底，两个所述衬底的掺杂元素相同；

在所述步骤二中，将其中一所述衬底以第一位置放入所述外延腔体生长所述外延层，将另一所述衬底以第二位置放入所述外延腔体生长所述外延层；

在所述步骤三中，检测所述第一外延层的表面方块电阻值的分布情况，并检测所述第二外延层的表面方块电阻值的分布情况；

在所述步骤四中，根据两个所述衬底的外延层的表面方块电阻值的分布情况判断所述外延腔体的温度分布情况。

可选的，在所述步骤四中：将所述第一外延层的表面方块电阻值和所述第二外延层的表面方块电阻值对应叠加，并求平均值，得到平均表面方块电阻值分布，根据所述平均表面方块电阻值分布，得到所述外延腔体的温度分布情况。

与现有技术相比，本发明提供的外延腔体温度监控方法具有以下优点：

本发明提供的外延腔体温度监控方法中，包括：步骤一：提供至少一衬底，所述衬底中具有掺杂元素；步骤二：将所述衬底放入一外延腔体中，在所述衬底表面生长一外延层，在所述生长过程中，所述衬底不转动；步骤三：检测所述外延层的表面方块电阻值的分布情况；步骤四：根据所述表面方块电阻值的分布情况判断所述外延腔体的温度分布情况。与现有技术相比，根据所述外延腔体的温度分布情况，可以得到所述外延腔体内各区域的温度，从而可以针对所述外延腔体内各区域分别进行调节温度，使得所述外延腔体内各区域的温度保持一致，从而提高在所述外延腔体内生长的外延层的质量，避免或减少外延层中滑移线等缺陷。

附图说明

图1为本发明第一实施例中外延腔体温度监控方法的流程图；

图2-图4为本发明第一实施例中外延腔体温度监控方法的过程中的衬底的结构示意图；

图5为本发明第一实施例中外延层的俯视图；