调整外延生长均一性的方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种调整外延(EPI)生长均一性的方法。

背景技术

在EPI工艺过程中，膜厚(THK)及膜厚在面内的分布(profile)是整个工艺关键性的参数。EPI生长速率主要由硅源的流量及反应温度决定。一般温度越高，硅源流量越大，生长速率越快，膜厚越高。

EPI THK面内分布也是EPI工艺中非常重要的一环，膜厚均一性较差，容易导致晶圆(wafer)局部生长过快或过慢，导致晶圆局部缺陷(fail)，产生混乱(dislocation)或其它问题。

发明内容

针对上述情况，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种调整外延生长均一性的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种调整外延生长均一性的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一、对工艺腔体进行吹扫，排除前面工艺气体残留，同时工艺腔体开始升温；

步骤二、工艺腔体通入载气及刻蚀气体，利用高温除去硅片自然氧化层，并对硅片表面进行光滑处理；

步骤三、待温度降低至典型工艺温度，通入Slit氢气、硅源气体、刻蚀气体及掺杂源气体；

步骤四、EPI生长结束，对工艺腔体降温及清理，工艺过程结束。

优选地，所述Slit氢气的作用区间为3-18sccm，作用时间区间为5-80min。

优选地，所述步骤一使用氢气进行吹扫。

优选地，所述步骤二中的载气及刻蚀气体分别为氢气及氯化氢，温度区间为1000-1150℃。

优选地，所述步骤三的典型温度区间为900-1000℃，硅源气体为二氯二氢硅、三氯甲硅烷等，掺杂源气体为乙硼烷、砷化三氢、磷化氢。

优选地，所述EPI生长为次常压单晶硅生长过程，对应工艺压力为600-650Torr。

本发明的积极进步效果在于：由于wafer面内平整度提高，所以可以很好的避免由于面内EPI生长不均匀产生的位错等缺陷，特别是对于深沟槽超级结中EPI生长工艺步骤，因为在深沟槽EPI填充中，往往需要对EPI生长后表面多余部分进行化学机械研磨(CMP)处理，EPI生长后面内THK分布不均匀，在经过CMP处理后容易造成局部残留或者过磨，从而影响wafer局部区域器件最终性能，本发明具有较好的生长均一性，因此可以减小或者消除化学机械研磨后局部过磨或者残留问题，从而提高wafer整体良率。

附图说明

图1为本发明调整外延生长均一性的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如图1所示，本发明调整外延生长均一性的方法包括以下步骤：

步骤一、对工艺腔体(Chamber)进行吹扫，排除前面工艺气体残留，同时工艺腔体开始升温。

步骤二、工艺腔体通入载气及刻蚀气体，利用高温除去硅片自然氧化层，并对硅片表面进行光滑处理。

步骤三、待温度降低至典型工艺温度，通入Slit氢气、硅源气体、刻蚀气体及掺杂源气体，EPI生长最主要来源于此步骤。

步骤四、EPI生长结束，对工艺腔体降温及清理，工艺过程结束。

在EPI工艺过程中，氢气来源分为两部分，分别是与过程(Process)气体一路的氢气(Main氢气，主路氢气)和从旁路流的一路氢气(Slit氢气)。采用此方法调整THK profile时是通过调整旁路H2的流量。

Slit氢气调整主要作用于步骤三，Slit氢气的作用区间为3-18sccm，作用时间区间为5-80min。在Slit氢气调大时，Wafer边缘氢气增加，由于氢气对EPI生长的正向促进，会提高Wafer边缘的生长速率，从而将wafer边缘THK拉高至于wafer其他区域相当的水平。

步骤一使用氢气进行吹扫，氢气可以用于后续使用，不会造成污染。

步骤二中的载气及刻蚀气体分别为氢气及氯化氢，温度区间为1000-1150℃，提高刻蚀效果。

步骤三的典型温度区间为900-1000℃，硅源气体为二氯二氢硅、三氯甲硅烷等，掺杂源气体为乙硼烷、砷化三氢、磷化氢等。

本发明适用机台为AMAT公司生产的单片式外延炉–Centura系列。

所述EPI生长为次常压单晶硅生长过程，对应工艺压力为600-650Torr。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。