一种改善超重掺B衬底外延后WARP的工艺方法

技术领域

本发明涉及超重掺B衬底外延后WARP改善技术领域，具体为一种改善超重掺B衬底外延后WARP的工艺方法。

背景技术

对于重掺PH衬底低压MOS器件用外延材料新品开发，电阻率(四探针，4PP测试)的测试结果受外延层过渡区影响大，过渡区越陡峭，4PP测试结果越高，过渡区越延缓，4PP测试结果越低；对于一般的外延工艺来说，外延电阻率可以通过调整掺杂剂量进行调整，外延厚度可以通过生长速率和生长时间进行调整。

目前超重掺B衬底外延，由于衬底电阻率低及Si-B键长远小于Si-Si键，导致外延长膜过程中外延层应力难以释放进而影响WARP，常规外延长膜温度难以使此应力得到释放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善超重掺B衬底外延后WARP的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的目前超重掺B衬底外延，由于衬底电阻率低及Si-B键长远小于Si-Si键，导致外延长膜过程中外延层应力难以释放进而影响WARP，常规外延长膜温度难以使此应力得到释放的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善超重掺B衬底外延后WARP的工艺方法，其改善工艺方法包括以下步骤：

S1、首先在进行超重掺Ph衬底外延加工前，需要对超重掺Ph衬底外延生长系统进行腐蚀和基座包硅处理，并且需要对超重掺Ph衬底表面进行前抛光处理，去除超重掺Ph衬底表面残留的局部瑕疵和不平整处。

S2、其次需要将超重掺Ph衬底放入的加热设备内部，进行实时升温到一定范围值的温度区域内，向炉内通入大流量氢气，用化学气相沉积法生长一层本征外延层，再次通入大流量氢气冲洗，进行第二阶段的生长，直到外延层的厚度达到要求。

S3、最后在超重掺Ph衬底外延层生长时，进行实时调节衬底外延生长时超重掺Ph衬底外延生长系统的温度，使得超重掺Ph衬底外延加工过程始终保持高温环境，在超重掺Ph衬底外延生长时，CAP层生长和外延层生长使用相同的掺杂工，进而实现对超重掺Ph衬底外沿进行实时加工。

优选的，所述加热设备内部升温的范围区域值为20至30摄氏度左右，且加热升温的时间为30秒。

优选的，所述加热设备内部加热升温过程通入的氢气量与超重掺Ph衬底的量之间的比例为70:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明与传统的工艺方法相比，本发明采用外延长膜后高温Baking工艺比常规外延工艺提高20～30C，Baking时间为＞30S，实现超重掺B Res≤1mohm-cm外延WARP改善，由＞60um降低为＜30um，使外延长膜过程中产生的应力得到释放，进而有效的降低了外延后WARP。

附图说明

图1为本发明的实验比例表；

图2为本发明的实验数据表。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参阅图1-2，本实施例的改善工艺方法包括以下步骤：

S1、首先在进行超重掺Ph衬底外延加工前，需要对超重掺Ph衬底外延生长系统进行腐蚀和基座包硅处理，并且需要对超重掺Ph衬底表面进行前抛光处理，去除超重掺Ph衬底表面残留的局部瑕疵和不平整处。

S2、其次需要将超重掺Ph衬底放入的加热设备内部，进行实时升温到一定范围值的温度区域内，向炉内通入大流量氢气，用化学气相沉积法生长一层本征外延层，再次通入大流量氢气冲洗，进行第二阶段的生长，直到外延层的厚度达到要求。

S3、最后在超重掺Ph衬底外延层生长时，进行实时调节衬底外延生长时超重掺Ph衬底外延生长系统的温度，使得超重掺Ph衬底外延加工过程始终保持高温环境，在超重掺Ph衬底外延生长时，CAP层生长和外延层生长使用相同的掺杂工，进而实现对超重掺Ph衬底外沿进行实时加工。

本实施例中，加热设备内部升温的范围区域值为20至30摄氏度左右，且加热升温的时间为30秒。

本实施例中，加热设备内部加热升温过程通入的氢气量与超重掺Ph衬底的量之间的比例为70:1。

实施例二：

与实施例一的区别特征在于：

本实施例的改善工艺方法包括以下步骤：

S1、首先在进行超重掺Ph衬底外延加工前，需要对超重掺Ph衬底外延生长系统进行腐蚀和基座包硅处理，并且需要对超重掺Ph衬底表面进行前抛光处理，去除超重掺Ph衬底表面残留的局部瑕疵和不平整处。

S2、其次需要将超重掺Ph衬底放入的加热设备内部，进行实时升温到一定范围值的温度区域内，向炉内通入大流量氢气，用化学气相沉积法生长一层本征外延层，再次通入大流量氢气冲洗，进行第二阶段的生长，直到外延层的厚度达到要求。

S3、最后在超重掺Ph衬底外延层生长时，进行实时调节衬底外延生长时超重掺Ph衬底外延生长系统的温度，使得超重掺Ph衬底外延加工过程始终保持高温环境，在超重掺Ph衬底外延生长时，CAP层生长和外延层生长使用相同的掺杂工，进而实现对超重掺Ph衬底外沿进行实时加工。

本实施例中，加热设备内部升温的范围区域值为30至50摄氏度左右，且加热升温的时间为90秒。

本实施例中，加热设备内部加热升温过程通入的氢气量与超重掺Ph衬底的量之间的比例为50:1。

综上：本发明实施例一中的本发明实验结果表明，相比于实施例二中工艺实验结果，本发明能够有效的实现超重掺B Res≤1mohm-cm外延WARP改善，由＞60um降低为＜30um，使外延长膜过程中产生的应力得到释放，进而有效的降低了外延后WARP。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、工艺、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、工艺、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。