[发明专利]一种外延生长方法及外延晶圆

说明书

本发明实施例公开了一种外延生长方法及外延晶圆；所述外延生长方法包括：反应腔室的清洁阶段：通过向所述反应腔室通入化学气相刻蚀气体以对所述反应腔室进行清洁；外延生长阶段：将抛光晶圆放入已清洁的所述反应腔室中进行化学气相沉积反应，生成外延晶圆；其中，在所述反应腔室的清洁阶段和所述外延生长阶段，控制通入反应腔室中所述化学气相刻蚀气体和载气的流量比例；以及，控制风机的转速以调控所述石英钟罩的温度。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种外延生长方法及外延晶圆。

背景技术

气相外延工艺(Vapour Phase Epitaxy)是一种常见的外延生长技术，其能够实现在抛光晶圆衬底上生长出与抛光晶圆衬底的导电类型、电阻率和结构都不同，且厚度和电阻率可控，能够满足多种不同要求的外延层，能够极大地提高器件设计的灵活性和性能，在各种半导体功能器件领域具有广泛的应用前景。具体来说，外延生产工艺一般是利用化学气相沉积的方法，将高温密闭外延反应腔室内的硅源气体注入抛光晶圆表面，在抛光晶圆上表面沉积生长一层外延层，从而制造出来的晶圆被称为外延晶圆。相比抛光晶圆，外延晶圆具有表面缺陷少，并且能够控制外延层厚度与电阻率等优势。

随着半导体行业的高速发展，对外延晶圆表面的颗粒品质要求也越来越高，特别是对于逻辑器件，其要求外延晶圆表面的颗粒需要满足：19nm颗粒均值小于5颗，200nm颗粒均值小于0.2颗。因此，保持外延反应腔室的洁净度成为影响外延晶圆品质和良率的一个关键因素。

此外，对于外延反应腔室而言，均匀的温度场与准确控温是保持外延晶圆平坦度以及控制滑移位错的主要影响因素，其中干净，透光的石英钟罩是影响温度场均一性和透光率的重要因素。同时，干净、透光的石英钟罩也是确保温度计准确读温的有效因素。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种外延生长方法及外延晶圆；能够有效清除石英钟罩表面沉积的外延生长副产物，从而保证石英钟罩保持一个长期干净，透光的状态，提高外延晶圆表面的颗粒水平，改善外延晶圆的厚度均一性和平坦度，抑制滑移位错的产生，最终提高外延晶圆的良率与产能。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种外延生长方法，所述外延生长方法包括：

反应腔室的清洁阶段：通过向所述反应腔室通入化学气相刻蚀气体以对所述反应腔室进行清洁；

外延生长阶段：将抛光晶圆放入已清洁的所述反应腔室中进行化学气相沉积反应，生成外延晶圆；

其中，在所述反应腔室的清洁阶段和所述外延生长阶段，控制通入反应腔室中所述化学气相刻蚀气体和载气的流量比例以增加石英钟罩表面外延生长副产物的刻蚀去除量；

以及，在所述反应腔室的清洁阶段和所述外延生长阶段，控制风机的转速以调控所述石英钟罩的温度使得在所述反应腔室的清洁阶段增加所述石英钟罩表面外延生长副产物的刻蚀去除量，以及在所述外延生长阶段降低所述石英钟罩表面外延生长副产物的沉积量。

第二方面，本发明实施例提供了一种外延晶圆，所述外延晶圆由第一方面所述的外延生长方法制备而得。

本发明实施例提供了一种外延生长方法及外延晶圆；所述外延生长方法包括反应腔室的清洁阶段和外延生长阶段；在反应腔室的清洁阶段和外延生长阶段分别控制化学气相刻蚀气体和载气的流量比例，并同时通过控制风机的转速来调控石英钟罩的温度，使得在反应腔室清洁阶段，增加石英钟罩表面外延生长副产物的刻蚀去除量；以及，在外延生长阶段，减少石英钟罩表面外延生长副产物的沉积量，从而保证石英钟罩保持一个长期干净，透光的状态。

附图说明

图1为本发明实施例提供的常规的外延生长装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的反应腔室中的反应气体的流向示意图；