p型硅外延层电阻率的控制

计算表明，ｐ型硅外延层的电阻率对其生长速度和生长温度的变化都是十分敏感的。为了保证ｐ型硅外延片的电阻率具有良好的可控性和重现性，除了充分抑制重掺硼衬底的自掺杂作用外，还需十分严格地控制硅外延片的生长温度和速度。     

高阻薄层硅外延材料研制

根据绝大多数分立器件的技术要求,常规硅外延层电阻率的数值会小于厚度的数值。介绍了一种外延层电阻率数值接近甚至大于厚度数值的高阻薄层硅外延材料的实用生产技术,即在PE-2061S桶式外延设备上,采取特殊的工艺方法,在掺砷(As)衬底上进行高阻薄层外延生长。该工艺通过控制自掺杂,改善了纵向载流子浓度分布,取得了较好的外延参数均匀性。     

快速恢复外延二极管用硅外延片的工艺研究

利用化学气相沉积方法制备所需硅外延层,通过FTIR(傅里叶变换红外线光谱分析)、C-V(电容-电压测试)、SRP(扩展电阻技术)等多种测试方法获取外延层的几何参数、电学参数以及过渡区形貌。详细研究了本征层生长工艺与外延层厚度分布、电阻率分布以及过渡区形貌之间的对应关系。采用该优化设计的硅外延材料,成功提高了FRED器件的性能与成品率。     

低杂质浓度外延层的生长

众所周知,在N~ 衬底上生长极低杂质浓度和极厚的N~-外延层是困难的。T.Suzuki等人利用三氯氢硅氢还原法在立式射频加热反应器内生长出杂质浓度为5～8×10~(13)cm~(-3)、150μm厚的N~-/N~ 外延层;并用这种材料成功地制造出cb结击穿电压高达2300V的彩色电视机行输出管。显然,在生长极低杂质浓度外延层时,控制背景杂质浓度是极其重要的。背景杂质的来源有:(1)运载或还原气体、硅源化合物、管道系统、基座和支架、反应器、最终残留在衬底表面上的杂质等(以下统称工艺非控杂质);(2)自掺杂。因此,除了环境控制和外延工艺中的清洁工作外,重要的是抑制自掺杂效应,以使背景杂质浓度降低到足够低的水平。本工作采用多晶硅自封     

沟槽式肖特基用高均匀性硅外延支撑层高速生长工艺研究

作为沟槽式肖特基芯片的关键支撑层,硅外延层的性质对芯片性能构成重要影响。系统探索了新式高速外延生长工艺制备硅外延层的方法。通过干涉显微镜、FT-IR、Hg-CV对硅外延层性质进行表征。研究了高速外延生长条件下的厚度均匀性、电阻率均匀性、表面完整性与外延反应流场、热场的作用规律。研究结果表明,通过基座高度的调制、加热功率的分配、预先基座包硅、本征覆盖层生长等综合手段解决了外延层边缘参数控制问题,并实现了最高6.6μm/min的生长速率。     

瞬态电压抑制器的减压外延工艺研究

瞬态电压抑制器是用于保护高频电路电压瞬变和浪涌防护的半导体器件,由低击穿电压的雪崩二极管和低电容二极管组成。低电容二极管需要在高掺杂的P型衬底上生长近似本征的超高电阻率的N型外延层。该工艺面临的难点在于如何减少P型自掺杂并稳定控制外延层的电阻率。文章利用扩展电阻测试方法重点研究了8英寸化学气相外延减压工艺中工艺参数对外延层质量的影响和对图形畸变的影响。     

低电容TVS重掺硼衬底上N型高阻外延生长

低电容TVS广泛用于高频电路的电压瞬变和浪涌防护,它由低击穿电压的雪崩二极管与低电容的导引二极管组合而成,其中的低电容导引二极管需要在重掺杂的P型衬底上生长近似本征的超高电阻率的N型外延层,抑制重掺P型衬底的自掺杂效应是高阻N型外延生长的重要挑战。本文采用高温烘烤、低温周期性变速H2赶气等技术使得重掺B衬底的自掺杂效应得到抑制,并在外延工艺时采用N型外延覆盖层,最终实现了在重掺硼衬底上生长电阻率大于150Ωcm的N型高阻外延层,使得TVS产品8寸工厂量产。     

重掺衬底硅外延层杂质来源及控制方法分析

从重掺衬底硅单晶片上生长外延层的杂质来源入手,通过分析不同杂质源的控制方法,来更好地控制外延层的电阻率径向分布均匀性。对于电阻率径向均匀性要求非常高的外延片来讲,仅靠控制主掺杂质源是无法实现的,必须要采取措施对自掺杂质进行控制。因此提出了多种抑制自掺杂质的方法,包括优选衬底、气相抛光、衬底背封、二步外延、减压外延等。     

硅外延层中的杂质

主掺杂质、固态外扩散杂质、气相自掺杂质、系统自掺杂质和金属杂质等五类杂质源是外延层中的常见杂质。主掺杂质决定外延层的电阻率。固态外扩散、气相自掺杂和系统自掺杂影响衬底界面附近的外延层杂质浓度的深度分布。金属杂质在外延层中对器件有害。本文系统地介绍了掺杂源的掺杂过程也给出了控制的方法。     

减小硅外延自掺杂影响的改进的二步外延法

叙述了一种减小硅外延自掺杂影响的改进的二步外延法：减压－常压二步法。采用该方法所生长的外延层，其过渡区明显小于常规二步法的结果，和单纯减压方法所得的结果相当，外延层晶格质量明显优于单纯减压外延的结果。     

多层硅外延中自掺杂现象研究

探讨了多层硅外延中的自掺杂现象，研究了自掺杂的产生机理，分析了工艺条件对自掺杂的影响，提出了减小自掺杂的几种方法。     

200 mm高阻厚层Si外延技术研究

针对国内市场对200mm Si外延产品需求持续增长,其中高阻厚层产品需求量最大的情况,研制开发了200 mm高阻厚层Si外延片,解决了规模生产中工艺参数控制的稳定性、均匀性和一致性.介绍了一种实用工艺方法,即在常压外延设备上,对200 mm高阻厚层Si外延片的生长进行工艺开发,考虑了该产品生产过程中影响工艺参数的主要因素,在产品结晶质量、自掺杂控制、均匀性控制、背面控制等方面进行了专题研究,得到了良好结果,已应用于规模生产.     

扩展电阻技术测试外延片外延厚度误差分析

扩展电阻法利用测量纵向深度电阻率的变化获得外延片厚度.实际外延片测试过程中,经常发生扩展电阻测试仪测量硅外延片厚度误差较大的问题,从三个方面分析了产生的原因,其中两方面存在于样品制备过程:样品研磨角度不等于垫块角度造成的误差;研磨斜面两条边缘不平行造成的误差.另外一方面存在于测试过程,测试仪两探针起始位置偏离样品表面和研磨斜面的边界线造成的误差.由样品制备引起的误差占实际误差的大多数,所有误差均可通过计算公式进行修正.     

单片式外延炉在硅外延生产中的应用

使用单片式外延炉生产的硅外延材料具有良好的厚度和电阻率均匀性。该外延炉具有良好的系统气密性、较大的生产能力、大直径外延(150～300mm)加工能力、较广阔的应用范围等优点,已经成为国际上硅外延片生产的发展主流。利用单片炉的各种优点,在150～200mm重掺砷和P型衬底上外延、150mmBiCMOS薄层外延、150mmSiGe和SOI外延等领域进行了生产应用。将所得性能参数和批式外延炉性能参数进行比较,获得的性能参数试验结果在原有基础上得到了很大的提高。实验研究结果应用于实际批量生产。     

P型外延电阻率表面态的研究

P型硅外延材料是制备微波功率器件的关键基础材料,其电阻率的一致性直接影响器件的性能和可靠性。研究通过对Si、N、B 3种元素进行电负性对比,结合P型外延片电容-电压法(CV法)测试波动和纵向载流子分布(SRP)比较分析,确定了造成P型外延电阻率波动的主要原因,并通过对表面态的控制找到解决方案。     

Selective epitaxy base transistor (SEBT)

A bipolar transistor using selective epitaxy for base formation in a double-poly self-aligned structure is presented. The intrinsic base was formed by a selective-epitaxial deposition in place of ion implantation. Such epitaxial base processes are capable of achieving a narrow intrinsic base sheet resistance R_bi and base-emitter diffusion capacitance c_be compared to advanced ion-implanted processes. A selective epitaxial base can be simply introduced in advanced double-poly self-aligned processes compared to a nonselective epitaxial layer     

功率VDMOS器件用硅外延材料研制

文章阐述了硅功率VDMOS器件的基本原理和器件结构,也展现了作为电力电子器件其广阔的应用领域,提出了功率VDMOS器件对硅外延材料的要求和发展方向。依据功率器件对外延片的要求,通过优化外延工艺程序和优化外延工艺参数,消除或减弱了自掺杂对电阻率均匀性的影响,消除了过渡区对厚度均匀性的影响,也较好地控制了外延层中的结构缺陷...     

半导体化合物外延技术的进展

本文介绍和比较了汽相外延(卤化物CVD、氢化物CVD、有机金属化合物CVD)、液相外延、分子束外延等几种外延技术以及离子注入技术.在制作特殊器件的外延结构中,它们都各有优缺点,所以目前分立微波、光电器件多用卤化物CVD和液相外延制作,而MBE、MOCVD和离子注入技术的发展将适用于单片集成电路和大规模生产.可以相信,微波整机的未来将取决于晶片的质量、大小和理想的外延技术.     

Chlorine auto-doping by chloride vapor phase epitaxial growth of InP

Chlorine auto-doping phenomenon was found for the first time in InP epitaxial growth by using a PCl₃/InP/H₂ system. Chlorine atoms act as a donor in the epitaxial layer and the carrier concentration is dependent on the facet of InP substrate. The carrier concentration of the InP layer on ( 111)B facet was over 10³ times higher than that on (111)A substrate.