硅外延程序控制仪

一、硅外延程序控制仪的技术性能 硅的外延生长,多年来我们都是由人工进行操作的。例如:在将硅衬底片装入外延反应管之后,人工控制通入氢气的时间;操作高频炉升温加热;人工测量硅衬底片上的温度;当温度稳定并符合所需温度时,通入HCl气腐蚀硅片;关闭HCl气;而后通入SiCl_4进行外延生长;停高频炉;冷却。直至最后人工取出外延片止。在这样的工序中,操作人员除控制气体的流量外,还要在不同的情况下随时调节高频炉;控制气体流量开关;测量和调节衬底片的温度。这些工作要做得精确可靠,由二人操作也是很紧张的。特别是高频炉功率输出的波动,使外延温度很难保持不变。造成外延层厚度有较大的起伏,     

硅外延中的自掺杂

本文分析了衬底杂质的蒸发—吸附—扩散—并入过程,着重分析了滞流层中杂质的分布形式,从而导出了自掺杂分布的一种表达形式。由此可以解释自掺杂效应与衬底和工艺条件等因素的关系。某些研究结果可以看成是本文结果在不同情况下的近似。     

在硅外延工艺中用钯管净化氢气的点滴体会

外延生长时需要高纯氢气,要求露点至少为-70℃,含氧等气体总量<1ppm,含尽可能少的灰尘。为此,需要净化氢。可以通过各种方法达到净化目的。目前国内一般方法还是用分子筛和105型催化剂来净化氢。这个方法是简易的但有不足之处,有些杂质气体不能去除,如氮、一氧化碳和碳氢化合物等。105型催化剂与氢气中杂质氧气作用生成水,水分子附在105型催化剂的表面上逐渐地使催化剂表面钝化,如果不及时再生处理则对氢净化是极不利的。有人以无机化合物进行脱水净化氢,但这些化合物在硅器件生产中是有害的。例如:用NaOH和P_2O_5进行脱水,其中Na~+等杂质对沾污硅半导体材料方面是极其有害的。鉴于这种情况,我们一直采用钯合金扩散法来净化氢。     

外延硅衬底的电抛光

硅的电抛光制备的硅衬底适合用作硅外延,因此引起了人们对这种工艺的兴趣。硅的电抛光又叫电解抛光,它是硅片置入电解槽中,硅片作阳极电解,达到抛光目的。过去已对硅电抛光的电解液有过一些报导,例如,1.在氢氟酸水溶液中一般不能电抛光硅,但后来发现,电流密度超过一定临界值仍可抛光。2.采用有机的羟基化合物作电解液,如酒精、乙二醇、甘油等。3.在第二种方法中,即在有机羟基化合物中,再按10％容积比的量加入50％氢氟酸,这样的电解液,当电流密度超过800毫安/厘米~2时,可以得到满意的抛光结果。4.在每升甘油中加66克的氟化氢铵作电解液,电流密度800毫     

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。     

硅外延中自掺杂效应

本文综述最近的一些自掺杂研究,这些研究有助於定量地了解自掺杂现象。特别强调与集成电路制造有关的埋层方面的研究。本文还介绍与自掺杂原因、流量影响、硅烷和 SiCl_4淀积间自掺杂的差别和 HCl 汽相腐蚀对自掺杂影响有关的新资料。目的在于提出一个能解释各种自掺杂效应的理论体制。     

硅外延材料寿命测量

用强度可调制的光照射肖特基接触,对其短路光电流与频率的关系进行了研究。从光电流的幅度和相移都可得到在接触下面的层中的少数载流子寿命。讨论了一种应用这一原理的测量装置,用来确定硅外延层中少数载流子寿命。采用肖特基接触的主要优点是:样品制备简单;从测量中很容易估计出寿命来而且对表面条件的敏感性低。这一方法适用于层厚大于扩散长度。在较薄的层中,从光电流的频率关系只能确定衬底的少数载流子寿命     

硅外延技术的进展

过去十年来,集成电路发展很快。硅片尺寸从1.5吋坛大到4吋,集成度从每片1000个元件坛加到10万个元件,条宽从10μ减到2μ,成本从每个晶体管5美分降到1/20美分。总之集成电路向着高集成度、高密度、高速度、低功耗发展,工艺技术向低成本、高置信度、便于生产及高成品率方向发展。     

硅外延亮片生产工艺实验

对硅外延层中微缺陷的研究表明: 1.硅外延层中微缺陷的实质是杂质钉扎空位的结合物,是一种点缺陷,称之为“雾点”。“雾片”的“雾点”密度为10~6～10~8个/厘米~2,亮片的雾点密度低于10~5个/厘米~2; 2.从离子探针的分析结果看出,“雾片”所包含的杂质有K、Na、Ca、Mg、     

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。     

在蓝宝石上低温外延硅

<正> 一、引 言 近年来,围绕着如何提高蓝宝石上的硅外延薄膜(SOS)的质量和降低其成本这两个主要目标,在成膜工艺和方法上,各国科技工作者都进行了大量的探索和研究,并且取得了一定的成就.影响蓝宝石上的外延硅薄膜结构和电学性质的重要因素之一是Al_2O_3衬底的自掺杂作用.而这种自掺杂无论是在外延的工艺过程中还是在随后的器件工艺中,都是有害的,并且随着温度的升高而加剧,因此,SOS的低温工艺是当前研究课题之     

硅亚微米外延生长技术

随着硅微波低噪声接收器件向更高频率、低噪声、高可靠性等方面发展,相应对硅外延材料提出了新的要求.它们要求材料的表面浓度低、外延层厚度薄.而且理论和实验上指出,相同的薄层,若外延层表面浓度控制得更低,器件电学参数将能进一步提高.由此可见,亚微米薄层生长技术的研究不仅是一种材料的基础研究,而且在需要薄层材料的器件研制方面有着很大的现实意义.     

硅外延双层结构的厚度测量

硅外延是一种性能优良的半导体材料,在IGBT、大功率器件等领域中有着广泛的应用。FTIR（Fourier—Transform Infrared Spectrophotometry）技术是目前普遍采用的测量硅外延层厚度的先进方法,具有准确、快速、稳定、无损伤等其他方法无可比拟的优势。FTIR方法对于常规的低掺杂双层外延结构,只能测出两层外延的总厚度,而不能测出两个外延层分别的厚度。文章通过试验数据,证明了FTIR测试方法能够同时测量双层外延层结构的硅外延片的两层厚度,并提出了对中间层外延的电阻率的要求,同时对ASTM—F95标准中提出的FTIR法测量硅外延层厚度时对外延层和衬底层电阻率的要求,提出了新的范围。     

硅-锗合金外延薄膜

<正>《固体工艺》1991年2月份报道,美国ASM外延工艺研究所宣称,该所已首次推出能淀积硅-锗合金外延材料的标准外延工艺设备——Epsilon one单片外延系统.硅-锗合金外延膜在低于650℃下生长.该硅-锗合金薄膜有两种用途:第一是用以制造异质结双极晶体管.目前该器件的截止频率已达75GHz.它将成为下一代超级计算机中的     

VLP／CVD低温硅外延

研究了VLP／CVD低温硅外延生长技术,利用自制的VLP／CVD设备,在低温条件下,成功地研制出晶格结构完好的硅同质结外延材料。扩展电阻、X射线衍射谱和电化学分布研究表明,在低温下（T＜800℃）应用VLP／CVD技术,可以生长结构完好的硅外延材料,且材料生长界面的杂质浓度分布更陡峭。     

新的硅外延生长法—两段外延生长技术

一、序言近年来,随着集成电路的发展和固体器件的高频化,要求硅外延片的生长层厚度要很薄,且在与基片的界面处杂质分布很徒。这样的片子,在高速变容二极管、双极集成电路、高频晶体管或以PIN二极管、碰撞雪崩渡越时间二极管等为代表的微波二极管的制作中更是不可缺少。这些器件一般是在具有高浓度杂质的硅基片上或在掺杂了高浓度杂质的区域上生长具有低浓度杂质的硅外延层上制作的。一般,硅外延生长是利用调节掺杂气体的浓度或流量来控制杂质浓度。可是,在具有高浓度杂质的基片上生长具有低     

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。     

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。