用于先进 CMOS电路的 150 mm硅外延片外延生长

随着大规模和超大规模集成电路特征尺寸向亚微米、深亚微米发展,下一代集成电路对硅片的表面晶体完整性和电学性能提出了更高的要求.与含有高密度晶体原生缺陷的硅抛光片相比,硅外延片一般能满足这些要求.该文报道了应用于先进集成电路的150mmP/P+CMOS硅外延片研究进展.在PE2061硅外延炉上进行了P/P+硅外延生长.外延片特征参数,如外延层厚度、电阻率均匀性,过渡区宽度及少子产生寿命进行了详细表征.研究表明:150mmP/P+CMOS硅外延片能够满足先进集成电路对材料更高要求,     

CMOS集成电路用Φ150—200mm外延硅材料

报道了 Φ15 0 m m CMOS硅外延材料的研究开发及集成电路应用成果 ,对 Φ2 0 0 mm P/P-硅外延材料进行了初步探索研究 .Φ15 0 m m P/P+硅外延片实现了批量生产 ,并成功应用于集成电路生产线 ,芯片成品率大于 80 % .硅外延片的参数指标能满足集成电路制造要求     

CMOS集成电路用φ150-200mm外延硅材料

报道了Ф150mm CMOS硅外延材料的研究开发及集成电路应用成果,对Ф200mm P/P硅外延材料进行了初步探索研究.Ф150mm P/P+硅外延片实现了批量生产,并成功应用于集成电路生产线,芯片成品率大于80%.硅外延片的参数指标能满足集成电路制造要求.     

亚微米硅外延生长特性研究

本文利用附面层模型，研究了亚性米Ｓｉ外延生长中，生长速率随时间的变化规律，分析不同不的硅源及不同的生长条件对其的影响。     

硅基GaN薄膜的外延生长

本文报道采用简便的真空反应法在Ｓｉ（１１１）衬底上生长出了六方结构的ＧａＮ单晶薄膜,并对ＧａＮ薄膜的表面形貌、结晶学性质和光学特性作了研究．ＳＥＭ表明外延层表面光亮平整,无裂纹出现,ＸＲＤ图谱上有一ＧａＮ（０００２）衍射峰,其半高宽为０．５°,室温下的光致发光谱在３７３ｎｍ处有一个很强的发光峰,其半高宽为８ｎｍ（３５．７ｍｅＶ）．     

硅分子束外延中硼δ掺杂生长研究

利用硅分子束外延技术和Ｂ２Ｏ３掺杂源，成功地实现了硅中的硼δ掺杂，硼δ掺杂面密度ＮＢ可达３．４e１４ｃｍ－２（１／２单层）以上，透射电镜所示宽度为１．５ｎｍ．我们首次用原位俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对硼在Ｓｉ（１００）表面上的δ掺杂行为进行了初步的研究，发现在ＮＢ＜３．４e１４ｃｍ－２时，硼δ掺杂面密度与时间成正比，衬底温度６５０℃，掺杂源温度９０００℃时，粘附速率为４．４e１３ｃｍ－２／ｍｉｎ；在ＮＢ＞３．４e１４ｃｍ－２时，粘附有饱和趋势，测量表明在硼δ掺杂面密度ＮＢ高达４．４e１４ｃ     

UHV/CVD低温生长硅外延层的性能研究

本文利用自行研制的一台超高真空化学气相沉积（ＵＨＶ／ＣＶＤ）系统，在７８０℃下进行了硅低温外延，取得了表面平整、缺陷密度低、界面质量良好、界面杂质分布陡峭的薄外延层     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米 CMOS/ SOS器件发展对高质量的 1 0 0 - 2 0 0纳米厚度的薄层 SOS薄膜提出了更高的要求 .实验证实 :采用 CVD方法生长的原生 SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进 .该工艺包括 :硅离子自注入和热退火 .X射线双晶衍射和器件电学测量表明 :多晶化的 SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高 .固相外延改进的薄层 SOS薄膜材料能够应用于先进的 CMOS电路 .     

200 mm超厚层IGBT用硅外延片滑移线控制

重点探究了直径200 mm超厚层硅片滑移线的影响因素以及控制方法。使用平板硅外延炉加工超厚层外延片,并使用颗粒测试仪SP1和光学干涉显微镜表征滑移线。从热应力是滑移线的主要成因出发,通过对衬底和基座背面凹槽的设计以及升温曲线的控制这三个方面改善了滑移线。结果表明,随着衬底倒角背面幅长和基座背面凹槽深度的增加,外延片的滑移线长度均呈现先减小后增大的趋势。衬底倒角最佳背面幅长为500μm,基座背面凹槽的最佳深度为0.80 mm。同时,在873 K下恒温3 min的升温工艺可以减少厚层硅外延片的滑移线。     

双层多孔硅结构上的UHV/CVD硅外延

报道了采用超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)在多孔硅层上的单晶硅外延技术 .研究了两步阳极化法形成不同多孔度的双层多孔硅层及外延前对多孔硅进行长时间的低温真空预处理等工艺 .对获得的外延层作了 XRD、XTEM和扩展电阻等测量 ,测量结果表明硅外延层单晶性好 ,并和硅衬底、多孔硅层具有相同的晶向 .硅外延层为 P型 ,电阻率大于 1 0 0 Ω·cm.     

Optimization of Selective Epitaxial Growth of Silicon in LPCVD

Selective epitaxial growth (SEG) of silicon has attracted considerable attention for its good electrical properties and advantages in building microstructures in high‐density devices. However, SEG problems, such as an unclear process window, selectivity loss, and nonuniformity have often made application difficult. In our study, we derived processing diagrams for SEG from thermodynamics on gas‐phase reactions so that we could predict the SEG process zone for low pressure chemical vapor deposition. In addition, with the help of both the concept of the effective supersaturation ratio and three kinds of E‐beam patterns, we evaluated and controlled selectivity loss and nonuniformity in SEG, which is affected by the loading effect. To optimize the SEG process, we propose two practical methods: One deals with cleaning the wafer, and the other involves inserting dummy active patterns into the wide insulator to prevent the silicon from nucleating.     

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。     

注C~+外延硅的光致发光特性

在N型外延硅中注入C+并经高温退火形成了Si C沉积.不同条件下进行阳极氧化腐蚀后,在2 6 0 nm光激发下获得了340 nm和4 30 nm的紫外和紫光峰,它们的单色性很好,半高宽(FWHM)约为10 nm.在以上条件下Si C沉积并未多孔化,认为340 nm和4 30 nm峰可能源于样品中的C、O杂质镶嵌于纳米硅表面所形成的发光中心.讨论了各种发光中心形成的可能条件,并对实验结果做出了初步解释.     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米CMOS/SOS器件发展对高质量的100-200纳米厚度的薄层SOS薄膜提出了更高的要求.实验证实;采用CVD方法生长的原生SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进.该工艺包括:硅离子自注入和热退火.X射线双晶衍射和器件电学测量表明:多晶化的SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高.固相外延改进的薄层SOS薄膜材料能够应用于先进的CMOS电路.     

快速恢复外延二极管用150mm高均匀性硅外延材料的制备

利用PE3061D型平板式外延炉,在150mm的重掺As的硅单晶衬底上采用化学气相沉积(CVD)方法制备参数可控且高均匀性的外延层,通过聚光灯、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容-电压测试仪(Hg CV)等测试设备分别研究了外延层的表面形貌、微粗糙度、厚度、电阻率以及均匀性参数。采用了基座浅层包硅技术、周期性滞留层杂质稀释技术、高温快速二次本征生长技术、温场流场调控技术等新型工艺技术,使外延层厚度满足(15±2%)μm,电阻率满足(15±2%)Ω·cm的设计要求,片内厚度和电阻率不均匀性达到<2%的水平。制备的硅外延材料应用于FRED的试产,击穿电压高于125V,晶圆的成品率达到90%以上,满足了120VFRED器件使用要求,实现了自主可控。     

超高真空化学气相沉积外延生长锗硅材料及其应用

综述了硅基锗硅薄膜的外延生长技术、设备及其在光电子器件上的应用,其中着重介绍了超高真空化学气相沉积系统(UHVCVD)。目前来说,UHVCVD是产业化制备高质量锗硅材料的最佳选择。