[发明专利]一种多层外延减压生长方法

说明书

本发明公开了多层外延减压生长方法，涉及超级结型功率器件外延生长技术领域，包括如下步骤：A、减压外延生长设备的反应腔前处理；B、外延减压生长步骤；C、每重复步骤A、B 3～5次后进行一次图形刻蚀步骤；D、图形刻蚀的后处理。减压外延工艺比普通外延工艺时间减少10％以上，设备产能提升可达30％以上，本申请所指减压外延工艺对图形的保形更好，可以减少超级结型功率器件两道光刻工艺，本申请所指减压外延低温工艺使wafer的翘曲改善，更利于后续工艺。

技术领域

本发明涉及超级结型功率器件外延生长技术领域，尤其涉及一种多层外延减压生长方法。

背景技术

超级结型功率器件外延生长与普通功率器件外延生长不同，需要生长多层外延(一般都要求在八层以上)。多层外延对外延的图形畸变、图形漂移、滑移线(Slip line) 以及晶圆曲率半径都有更高的要求，尤其是12寸硅片由于其尺寸的变大，导致其比小尺寸硅片更易变形，这就对设备和工艺都提出了更高更严苛的要求。

产品开发初期因为常压工艺高成长速率的特性，一般采用的是常压外延，但由于现有常压(AP)外延设备在多层外延超级结产品应用中多层外延需要图形对准，容易产生图形畸变、图形漂移性能差；而如果为解决优化图形畸变和漂移的问题，根据常压外延工艺的特性，只能提高外延工艺的温度，又会导致整个12寸硅片的变形、滑移线的问题变得很突出，并且，为了改善硅片变形、滑移线的问题，需要更平缓的温度变化过程，这又会导致每片wafer的工艺时间变长；无论是单杂质注入还是双杂质注入的多次外延超结工艺，外延导致的图形畸变、图形漂移会对后续光刻对准工艺提出极大挑战，如果对准差别台大会导致掺杂不平衡而影响产品良率。

发明内容

为解决现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种多层外延减压生长方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种多层外延减压生长方法，包括如下步骤：

A、减压外延生长设备的反应腔前处理；

B、外延减压生长步骤；

C、每重复步骤A、B 3～5次后进行一次图形刻蚀步骤；

D、图形刻蚀的后处理。

优选地，所述步骤A具体包括如下步骤：

步骤S1、将减压外延生长设备的反应腔升温至1150～1190℃，向反应腔体内通入高纯HCL气体清洁腔体以及载片基座上残余的沉积层，去除反应腔体内部的杂质，基座转速为25转/分钟；

步骤S2、向反应腔体内通入高纯H₂同时将反应腔体内的温度降温至700～900℃，基座转速降为0。

优选地，所述高纯H₂的流量为50～90L/min。

优选地，所述步骤B具体包括如下步骤：

步骤S3、将单晶硅片装载到载片基座上，将基座转速升至35转/分钟；

所述单晶硅片的尺寸为12寸；

步骤S4、将反应腔体内的压力从大气压降低至30～130Torr，同时将反应腔升温至1000～1150℃，载气高纯H₂的流量为40～80L/min；

步骤S5、预流DCS气体，然后将DCS气体通入反应腔生长外延得到晶圆；

所述DCS气体预流时间大于或等于至少20s，外延的生长速率为0.5～2.0um/min；

步骤S6、停止对反应腔体抽真空，使反应腔体内的压强回到大气压，同时将反应腔降温至900℃以下，取出外延片。

优选地，步骤步骤S4反应腔升温的速度为2～8℃/秒。