[发明专利]一种外延生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种外延生长方法。

背景技术

现有技术里，在半导体器件制造技术中，外延生长方法广泛地被采用，例如在晶圆的表面通过外延生长形成外延层。通过外延生长的外延层可在导电类型、电阻率等方面与衬底不同，还可以生长不同厚度和不同要求的单晶层或多层单晶结构，从而大大提高器件设计的灵活性和器件的性能。

但是在现有技术的外延生长过程中，普遍存在着自掺杂的现象。自掺杂是由于热蒸发或者化学反应的副产物对衬底的扩散，衬底中的硅及杂质进入气相，改变了气相中的掺杂成分和浓度，从而导致了外延层中的杂质实际分布偏离理想的情况。自掺杂现象可分为气相自掺杂、固相外扩散及系统自掺杂。气相自掺杂的掺杂物主要来自晶圆的背面和边缘。固相外扩散的掺杂物主要来自衬底的扩散，掺杂物在衬底与外延层的接触面由衬底扩散至外延层。系统自掺杂的掺杂物来自气体晶片，石墨盘和反应炉腔体等外延片生产装置的内部。

目前还没有完全解决自掺杂现象的有效方法，只是对外延工艺过程中的参数进行精确而细微地调节来抑制自掺杂现象，例如反应时间、温度、气体流量等，从而尽量保证外延层的均匀性。但是上述参数的控制受较多因素的影响，控制精准度不是很高，难以完全避免自掺杂现象的发生，进而使所生长出的外延层电阻率均匀性差。如何防止自掺杂的现象是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外延生长方法，以解决外延生长过程中的自掺杂的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种外延生长方法，包括：提供一反应腔，所述反应腔设有反应气体入口、吹扫气体入口和排气出口；提供一支撑平台，所述支撑平台设置在所述反应腔内，所述支撑平台设置有若干通气孔，所述通气孔喷出清洁气体；提供一晶圆，所述晶圆设置在所述通气孔上；在所述反应气体入口通入反应气体，同时在所述吹扫气体入口通入吹扫气体并与从所述清洁气体一起从排气出口排出。

优选的，在所述外延生长方法中，所述反应气体包括三氯化硅和氢气。

优选的，在所述外延生长方法中，所述三氯化硅的流量为10000sccm～20000sccm，所述氢气的流量为40000sccm～60000sccm。

优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体和所述清洁气体均为氢气。

优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体的流量为10000sccm～20000sccm。

优选的，在所述外延生长方法中，所述反应腔内的温度为1120℃～1170℃。

优选的，在所述外延生长方法中，所述支撑平台为可旋转的支撑平台。

优选的，在所述外延生长方法中，所述支撑平台的旋转速度为20rpm～50rpm。

优选的，在所述外延生长方法中，所述通气孔喷出所述清洁气体支撑所述晶圆。

优选的，在所述外延生长方法中，所述吹扫气体入口的水平位置低于所述支撑平台。

优选的，在所述外延生长方法中，所述通气孔包括第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔位于所述支撑平台的中心区域，所述第二通气孔位于所述支撑平台的外围区域，其中，所述中心区域位于所述外围区域内。

优选的，在所述外延生长方法中，所述第一通气孔的气流量大于所述第二通气孔的气流量。

优选的，在所述外延生长方法中，所述第一通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm，所述第二通气孔的气体流量为5000sccm～15000sccm。

本发明提供的外延生长方法，将晶圆设置在具有通气孔的支撑平台上，所述通气孔喷出清洁气体，通过清洁气体带走晶圆上生成的反应副产物或杂质，同时从吹扫气体入口通入吹扫气体产生一个牵引气流引导清洁气体，然后从排气出口排出，从而降低了外延生长过程中的自掺杂现象。

附图说明

图1为本发明实施例的外延生长设备的剖面示视图；

图2为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的俯视图；

图3为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的虚线A－A处剖视图；

图4为本发明实施例的外延生长设备的支撑平台的虚线B－B处剖视图。

具体实施方式