The invention relates to a method for improving the uniformity of dopant concentration of silicon epitaxial layers for photoelectric sensors. Hydrogen and hydrogen chloride gases are injected into the reaction chamber; a layer of undoped polysilicon is coated on the surface of the epitaxial reaction substrate; the silicon substrate sheet is mounted on the polysilicon, and the epitaxial reaction chamber is purged by nitrogen and hydrogen in turn; the epitaxial reaction substrate is heated; the surface of the silicon substrate is polished by hydrogen chloride gas. The first layer of intrinsic epitaxial layer is grown; the second layer of intrinsic epitaxial layer is grown; the reaction chamber is blown by hydrogen gas; the reaction chamber is blown by periodic and rapid alternating flow rate changes; and the doped epitaxial layer is grown. After the growth is finished, the heating is stopped and the film is taken at last. The beneficial effect is that the inhomogeneity in the film is improved from 5.09% to 1.48% of the control capability, and the process capability can meet the requirements of users.
【技术实现步骤摘要】
一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的方法
本专利技术涉及一种半导体外延材料的制备
，尤其涉及一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的方法。
技术介绍
当前以CCD器件为代表的光电传感器向高灵敏度、高分辨率、宽动态范围的高速发展趋势，迫切要求作为关键支撑材料的P型硅外延层的掺杂浓度具备很高的一致性，以满足器件的工作电压、灵敏度等指标要求。但是由于硅外延层的生长基于重掺硼杂质衬底片，硼原子具有质量轻，自由程长，极易挥发的特点，在高于1000℃的外延反应温度下，衬底杂质的挥发效应不断加剧，挥发的杂质会在外延层生长过程中重新掺入，尤其在晶片边缘位置聚集，极为影响载流子浓度分布一致性，造成片内外延层平坦区掺杂浓度表现出中央区域高，四周区域极低的特点，不均匀性通常高于5%。而且受强烈的自掺杂效应影响，连续生产过程中参数稳定性较差，批次间产出参数存在较大的波动性，不能满足光电传感器用硅外延层的指标要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有光电传感器所用P型硅外延层掺杂浓度在片内和片间分布受自掺杂影响，一致性较差的问题，通过在掺杂外延层生长前实施主工艺气体流量的快速变化，以及两次本征层生长工艺，将高温下挥发的杂质大部分吹扫出腔体之外，降低了衬底杂质在外延层生长过程中的自掺杂影响，获得一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的制备方法。本专利技术为实现上述目的，采用的具体技术方案是：一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步、向反应腔体内通入氢气，氢气流量设定为20L/min，然后通入氯化氢气体，氯化氢气体流量设定...
【技术保护点】
1.一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步、向反应腔体内通入氢气，氢气流量设定为20L/min，然后通入氯化氢气体，氯化氢气体流量设定为30 L/min，在高温下对外延反应基座残余沉积物质进行刻蚀，反应温度设定为1080℃，反应时间设定为5 min；第二步、将氢气流量设定为150L/min，通入气态三氯氢硅，流量设定为6 L/min，沉积时间设定为2 min，在外延反应腔体内的外延反应基座表面覆盖一层无掺杂的多晶硅；第三步、将硅衬底片装入外延反应基座上的多晶硅上，依次利用氮气和氢气吹扫外延反应腔体，氮气的流量设定为100 L/min，氢气的流量设定为150 L/min，反应腔体吹扫时间设定为10 min；第四步、给外延反应基座加热，升温至1060~1080℃；第五步、通入氯化氢气体，对硅衬底片表面进行抛光，氯化氢流量设定为3 L/min，抛光时间设定为3min，随后降温至1040~1060℃；第六步、利用流量周期性快速交替变化，范围为20L/min~150L/min的氢气对反应腔体进行吹扫，先将氢气流量由150L/min快速减小至20L/min...
【技术特征摘要】
1.一种提升光电传感器用硅外延层掺杂浓度均匀性的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步、向反应腔体内通入氢气，氢气流量设定为20L/min，然后通入氯化氢气体，氯化氢气体流量设定为30L/min，在高温下对外延反应基座残余沉积物质进行刻蚀，反应温度设定为1080℃，反应时间设定为5min；第二步、将氢气流量设定为150L/min，通入气态三氯氢硅，流量设定为6L/min，沉积时间设定为2min，在外延反应腔体内的外延反应基座表面覆盖一层无掺杂的多晶硅；第三步、将硅衬底片装入外延反应基座上的多晶硅上，依次利用氮气和氢气吹扫外延反应腔体，氮气的流量设定为100L/min，氢气的流量设定为150L/min，反应腔体吹扫时间设定为10min；第四步、给外延反应基座加热，升温至1060~1080℃；第五步、通入氯化氢气体，对硅衬底片表面进行抛光，氯化氢流量设定为3L/min，抛光时间设定为3min，随后降温至1040~1060℃；第六步、利用流量周期性快速交替变化，范围为20L/min~150L/min的氢气对反应腔体进行吹扫，先将氢气流量由150L/min快速减小至20L/min，流量降低所需的时间设定为30sec，随后在该气流下吹扫3min；将氢气流量由20L/min快速增加至250L/min，流量增加所需的时间设定为1min，随后在该气流下吹扫3min，将氢气流量由250L/min快速减小至20L/min，流量降低所需的时间设定为1min，随后在该气流下吹扫3min，将氢气流量由20L/min快速增加至150L/min，流量增加所需的时间设定为30sec，随后在该气流下吹扫3min；第七步、进行第一层本征外延层的生长，氢气流量设定为150L/min，通入气态三氯氢硅，生长速率设定为1.5μｍ/min，生长时间40sec；第八步、通入流量为250L...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明达，周幸，李杨，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12
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