[发明专利]一种外延生长方法

说明书

本发明提供一种外延生长方法，包括以下步骤：提供半导体结构；在锗烷(GeH₄)和载气的混合气体氛围中烘烤所述半导体结构；以及进行硅硅或硅基材料的外延生长。本申请技术方案可简化去除外延生长区域的含氧硅层的工艺步骤，同时可调节温度范围以降低反应体系的温度要求，降低工艺步骤中的能量消耗。

技术领域

本发明主要涉及半导体领域，尤其涉及一种外延生长方法。

背景技术

单晶外延生长在半导体产品的制作工艺中具有广泛应用，例如3D NAND Flash、DRAM(动态随机存取存储器)等。单晶硅衬底表面的清洁度是决定外延生长的单晶硅品质(例如，表面缺陷数量、重复单元中的生长均一性等)的关键因素。以3D NAND三维存储器为例，在器件制造过程中，如硅衬底表面形成有含氧的硅层，则该含氧的硅层将抑制外延生长的成核，从而影响外延生长的单晶硅品质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种外延生长方法，实现工艺流程的优化，并提高单晶硅衬底表面的清洁度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种外延生长方法，包括以下步骤：提供半导体结构；充入锗烷(GeH₄)和载气的混合气体并在预设温度下烘烤所述半导体结构，所述锗烷(GeH₄)在所述预设温度下分解产生锗原子和/或锗原子簇；以及进行硅或硅基材料的外延生长。

在本发明的一实施例中，所述混合气体还包括氯化氢(HCl)。

在本发明的一实施例中，所述预设温度为600摄氏度至800摄氏度。

在本发明的一实施例中，充入所述混合气体时，所述锗烷(GeH₄)的流量为200-350毫升/分钟。

在本发明的一实施例中，充入所述混合气体时，所述锗烷(GeH₄)的流量为250-350毫升/分钟，所述氯化氢(HCl)的流量为大于零且小于或等于100毫升/分钟。

在本发明的一实施例中，所述载气的流量为19000-20000毫升/分钟。

在本发明的一实施例中，所述半导体结构上形成有沟道孔，所述半导体结构上形成有沟道孔，所述进行硅或硅基外延生长，包括：在所述沟道孔内进行硅或硅基外延生长。

在本发明的一实施例中，在充入锗烷(GeH₄)和载气的混合气体之前，还包括：对所述沟道孔进行清洗；对所述半导体结构进行高温退火处理。

在本发明的一实施例中，所述半导体结构包括衬底和位于衬底上的堆叠层，所述沟道孔沿堆叠方向穿过所述堆叠层并延伸至所述衬底内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过新的工艺步骤的运用，简化去除外延生长区域的含氧硅层的工艺步骤。同时可调节温度范围以降低反应体系的温度要求，降低工艺步骤中的能量消耗。

附图说明

附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是本发明一实施例的外延生长方法的流程图。

图2A-2G是本发明一实施例的外延生长方法的半导体结构在各步骤的结构示意图。其中，图2E是在半导体结构的衬底界面区域发生的反应示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。