[实用新型]双层外延片的制造设备

说明书

本实用新型公开了一种双层外延片的制造设备，包括：第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道，第一掺杂气源管道用于缓冲层生长时的掺杂气源输送，第二掺杂气源管道用于耐压层生长时的掺杂气源输送，第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道分别独立设置。本实用新型研究双层外延片的耐压层过渡区宽的问题，其原因是缓冲层生长完成后，外延机台的气体管路中仍会残留该层生长使用的高浓度掺杂气体，如磷烷、硼烷等，从而导致在低浓度生长的耐压层的过渡区宽，本实用新型在缓冲层生长时和耐压层生长时分别使用独立的掺杂气源输送管道，可以解决这个问题。

技术领域

本实用新型涉及一种双层外延片的制造设备。

背景技术

外延片是芯片制造当中的一道工艺，尤其是功率器件制造过程中必不可少。随着市场对功率器件低功耗、高耐压的需求越来越旺盛，外延工艺使用的硅衬底电阻率有越来越低的趋势，由于固溶度原因，低衬底电阻率一般通过超重掺磷或者硼实现。然而超重掺磷或者硼衬底的使用又带来一系列工艺挑战，如超重掺衬底本身在外延高温工艺过程中的自掺杂及衬底与外延的晶格失配等。自掺杂可以通过合理选用适当的外延温度来管控，而晶格失配可以通过在衬底上先生长一层低电阻率的外延层作为缓冲层，再在该层上生长功率器件需要的耐压层来解决，即使用双层外延片。但是双层外延片在生长的第二层外延、也就是耐压层的过渡区过宽(外延层可分为平坦区和过渡区，过渡区的计算方法参照SEMI标准)，表现为曲线在深度8-10微米较“塌”，如图1所示，附图标记11为器件要求的耐压层的平坦区，附图标记12为器件要求的耐压层的过渡区，附图标记13为第一层外延、也就是缓冲层，附图标记14为超重掺的衬底。从图1可以看出，原有方法，即标准配置的单条掺杂管路、缓冲层沉积后管路吹扫45s制备的耐压层的过渡区15较附图标记12的宽，也就是平坦区也即有效外延厚度降低。耐压层的过渡区宽也即意味着该层的有效外延厚度降低，不符合功率器件要求的击穿电压要求。本申请从制造外延片的设备着手，解决这一问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种双层外延片的制造设备。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种双层外延片的制造设备，包括：第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道，第一掺杂气源管道用于缓冲层生长时的掺杂气源输送，第二掺杂气源管道用于耐压层生长时的掺杂气源输送，第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道分别独立设置。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括：稀释气源管道、混合管路、主氢气管道、独立管路、生长腔体、第一尾气通道、第二尾气通道和第一控制阀，其中，第一掺杂气源管道、第二掺杂气源管道和稀释气源管道分别与混合管路相连通，独立管路、混合管路和主氢气管路均与生长腔体连通，生长腔体用于进行缓冲层的生长和耐压层的生长，第一尾气通道的入口设置于独立管路、混合管路与生长腔体之间，第二尾气通道的入口与生长腔体连通，第一尾气通道的出口和第二尾气通道的出口均接入机台尾气处理设备，第一控制阀设置于第一尾气通道的入口处。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括第一质量流量控制计、第二质量流量控制计、第三质量流量控制计、第四质量流量控制计、第五质量流量控制计，第一掺杂气源管道中的气体流量由第一质量流量控制计控制，稀释气源管道中的气体流量由第二质量流量控制计控制，混合管路中流经的气体流量由第三质量流量控制计控制，第二掺杂气源管道中的气体流量由第四质量流量控制计控制，主氢气管道气体流量由第五质量流量计控制。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的独立管路的输入端设置气化设备，输出端与生长腔体连通，独立管路中的气体流量由第六质量流量控制计控制。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括第二控制阀，第二控制阀设置于第二尾气通道的入口处或出口处。