[发明专利]外延生长设备和外延生长方法

权利要求书

1.一种外延生长设备，其特征在于，所述外延生长设备包括腔体及位于腔体内的衬托器，所述衬托器用于放置晶片并在外延生长过程中带动晶片旋转，所述腔体上设置有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口允许用于在所述晶片上形成外延层的反应气体进入所述腔体内，所述第二进气口允许用于阻止所述外延层的沉积的刻蚀气体进入所述腔体内；当所述晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且所述外延层在所述较快区比在所述较慢区生长更快时，在外延生长过程中，随着所述晶片的旋转，所述第二进气口在所述较快区旋转经过时提供的刻蚀气体的进气速率大于在所述较慢区旋转经过时提供的刻蚀气体的进气速率。

2.如权利要求1所述的外延生长设备，其特征在于，所述第一进气口提供的反应气体的进气速率在所述外延生长过程中保持不变。

3.如权利要求1所述的外延生长设备，其特征在于，在外延生长过程中，随着所述晶片的旋转，所述第一进气口在所述较快区旋转经过时提供的反应气体的进气速率小于在所述较慢区旋转经过时提供的反应气体的进气速率。

4.如权利要求1所述的外延生长设备，其特征在于，所述第二进气口提供的刻蚀气体的进气速率以脉冲的形式随时间变化，且所述第二进气口在所述较快区旋转经过时提供的刻蚀气体的进气速率为脉冲的峰值。

5.如权利要求1至4任一项所述的外延生长设备，其特征在于，所述较快区和所述较慢区在所述晶片的边缘部分沿所述晶片的周向间隔交替分布，所述晶片的边缘部分还包括过渡区，所述过渡区介于相邻的一个所述较快区和一个所述较慢区之间，且所述过渡区的晶向使得所述外延层在所述过渡区的生长速率介于所述较快区和所述较慢区之间。

6.如权利要求5所述的外延生长设备，其特征在于，在所述晶片旋转过程中，所述第二进气口提供的刻蚀气体的进气速率随着所述较快区、所述过渡区、所述较慢区依次旋转至所述第二进气口而逐渐减小，并且随着所述较慢区、所述过渡区和所述较快区依次旋转至所述第二进气口而逐渐增加。

7.如权利要求1至4任一项所述的外延生长设备，其特征在于，所述晶片为单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、应变硅晶片或者绝缘体上应变硅晶片。

8.如权利要求7所述的外延生长设备，其特征在于，所述较快区位于晶片的<110>晶向的预定扇面角内，所述较慢区位于晶片的<100>晶向的预定扇面角内。

9.如权利要求7所述的外延生长设备，其特征在于，所述反应气体包括SiH₄、SiH₂Cl₂、SiHCl₃和SiCl₄中的至少一种；所述刻蚀气体为气态HCl。

10.如权利要求1至4任一项所述的外延生长设备，其特征在于，所述第一进气口和所述第二进气口位于同一水平面内，且与所述晶片的中心的连线相互垂直。

11.如权利要求1至4任一项所述的外延生长设备，其特征在于，所述晶片的旋转速率为40～60转/分钟。

12.一种外延生长方法，其特征在于，包括：

将晶片放置在外延生长设备的腔体中，所述晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且外延生长在所述较快区比在所述较慢区更快，所述腔体上设置有第一进气口和第二进气口；以及

使所述晶片旋转并在所述晶片上进行外延生长，其中，通过所述第一进气口向所述腔体内输送反应气体以在所述晶片上形成外延层，同时通过所述第二进气口向所述腔体内输送刻蚀气体以阻止所述外延层的沉积，在外延生长过程中，所述刻蚀气体在所述较快区旋转经过所述第二进气口时的进气速率大于在所述较慢区旋转经过所述第二进气口时的进气速率。