[发明专利]一种MOS器件结构用双层外延的制备方法

权利要求书

1.一种MOS器件结构用双层外延的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）硅外延炉反应腔体内通入氯化氢气体，氯化氢气体流量设定为18~20 L/min，在高温下对硅外延炉反应腔体内的基座上的残余沉积物质进行刻蚀，反应温度设定为1160~1180 ℃，刻蚀时间设定为130~140 sec；

（2）将主工艺氢气流量设定为75~95 L/min，携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，三氯氢硅流量设定为13.5~14.0 L/min，沉积在基座上的时间设定为15~20 sec；

（3）向反应腔体内基座上装入硅衬底片，升温至1160 ℃，对硅衬底片表面烘焙1~2 min后将温度降低至1120~1125 ℃；

（4）通入主工艺氢气对反应腔体进行吹扫，主工艺氢气流量为75~95 L/min，吹扫时间设定为25~30 sec；

（5）主工艺氢气流量设定为75~95 L/min，携带气态三氯氢硅进入反应腔体，三氯氢硅的流量设定为9.0~10.0 L/min，三氯氢硅在管路内的排空时间设定为25~30 sec，基座下部通入与主工艺氢气流动方向相反的Slit氢气，Slit氢气流量设定为18~24 L/min，三氯氢硅在硅外延炉反应腔体内的沉积时间设定为50~60 sec，基座转速设定为32~36 r/min；

（6）稀释氢气携带磷烷气体组成混合气，通入硅外延炉反应腔体，稀释氢气流量设定为20 L/min，磷烷气体的规格为50 ppm，磷烷气体占比混合气设定为15%，管路排空时间设定为30~45 sec；

（7）进行第一层硅外延层的生长，主工艺氢气流量设定为75~95 L/min，携带气态三氯氢硅进入反应腔体，三氯氢硅的流量设定为9.0~10.0 L/min，第一层硅外延层生长时间设定为92~96 sec，基座转速设定为32~36 r/min，主掺杂管路的混合气流量设定为47.0~47.5sccm，中心区域的辅助掺杂管路的混合气流量设定为2~6 sccm，内区进气的流量阀开启电压设定为5.6~6.0 V，外区进气的流量阀开启电压设定为2.6~3.0 V，石英腔体内的红外灯泡划分为顶部和底部两组，顶部红外灯泡分为内区和外区两部分，底部红外灯泡也分为内区和外区两部分，其中石英腔体顶部和底部的红外灯泡的加热功率整体分配比例设定48%:52%~52%:48%，顶部和底部每组的内区与外区的红外灯泡的加热功率分配比例设定为46%:54%~52%:48%；

（8）通入主工艺氢气对硅外延炉反应腔体进行吹扫，主工艺氢气流量设定为75~95 L/min，吹扫时间设定为30~45 sec；

（9）进行第二层硅外延层的生长，主工艺氢气流量设定为75~95 L/min，携带气态三氯氢硅进入硅外延炉反应腔体，三氯氢硅的流量设定为9.0~10.0 L/min，第二层硅外延层生长时间设定为103~108 sec，基座下部通入与主工艺氢气流动方向相反的Slit氢气，Slit氢气流量设定为18~24 L/min，基座转速设定为32~36 r/min，主掺杂管路的混合气流量设定为47.0~47.5 sccm，中心区域的辅助掺杂管路的混合气流量设定为2~6 sccm，内区进气的流量阀开启电压设定为5.6~6.0 V，外区进气的流量阀开启电压设定为2.6~3.0 V，石英腔体顶部和底部的红外灯泡的加热功率整体分配比例设定48%:52%~52%:48%，顶部和底部每组内区与外区的红外灯泡的加热功率分配比例设定为46%:54%~52%:48%；

（10）第二层硅外延层生长完成后开始降温，待降低至60 ℃后从基座上取出；

所用的硅衬底片电阻率0.004 Ω·cm；

制得的硅外延片的硅外延层厚度、电阻率均采用5点测试法，5点测试位置为中心点和四周距边缘6 mm的位置，制得的硅外延片的硅外延层厚度、电阻率均采用5点测试法，5点测试位置为中心点和四周距边缘6 mm的位置，所制硅外延层的总厚度5点均值为20.5~21.5 µm，第二层硅外延层的电阻率5点均值为27~29 Ω·cm；

所用的硅外延炉为AM Pronto型常压硅外延炉。