外延片制备方法技术

本发明专利技术提供一种外延片制备方法，包括步骤：S1：提供衬底，对衬底进行双面抛光后再清洗；S2：对衬底进行边缘抛光后再清洗；S3：对衬底进行最终抛光后再清洗；S4：于最终抛光清洗后得到的衬底表面进行外延生长；S5：对外延生长后的衬底依次进行抛光和清洗。本发明专利技术对现有的外延片制备流程重新进行了优化设计，不仅在外延生长前进行多次抛光以确保外延生长具有良好的生长条件，且在外延生长后再次进行抛光清洗，以确保生长出的外延层具有平坦表面，可以有效改善外延层表面SFQR较差的问题，有利于提高后续的器件生产良率。采用本发明专利技术，不必重新设计碳化硅基座或外延机台气流设计，进外延炉反应腔之前不用对notch角度，有助于提高生产效率及降低生产成本。产效率及降低生产成本。产效率及降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
外延片制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种外延片制备方法。

技术介绍

[0002]外延片是指用外延工艺在衬底表面生长薄膜所得到的单晶硅片。通过在衬底(比如硅晶圆)上沉积一层同质或异质的薄膜作为外延层，可以实现对衬底表面结晶质量与导电性能的改善调控，进而用于高性能的半导体器件制造。随着半导体器件集成度的日益增加和特征尺寸的不断缩小，外延层表面平坦度对工艺良率以及最终制备的器件性能的影响越来越大。表面平坦度越好，器件良率与性能也越高，因而不断提升外延片表面平坦度是业内不断追求的目标。
[0003]现有的外延片工艺流程通常如下：衬底抛光
→
清洗
→
外延生长
→
最终清洗。即现有技术中仅在外延生长前进行抛光，外延生长后仅进行清洗以去除外延层表面的杂质颗粒，所以外延层表面的最终边缘形貌由外延生长决定。而外延生长会受到晶格晶向的影响，导致在4个90度角的地方，会有较差的SFQR(Site flatness Front surface referenced least Squares/Range,正面基准最小
ニ
乘/范围)。这是因为不同晶面的原子键密度不同，键合能力也不同，因而外延层的生长速率会产生差异。通常而言，晶面上的原子键密度越大，键合能力越强，外延层生长速率就相对地越快，比如硅的(311)晶面的双层原子面之间的共价键密度最小，键合能力差，故外延层生长速率就慢，而(110)晶面之间的原子键密度大，键合能力强，外延层生长速率就相对较快，导致在4个90度角的地方，外延层偏厚。
[0004]SFQR较差的外延片会给后续器件制造带来诸多问题。故而为改善SFQR，现有技术中通常通过重新设计碳化硅基座或是改变外延机台的气流设计以改变外延生长过程中不同方向上的气流量以使不同位置的外延生长速率趋于一致。但这种方法需经反复多次调试，且不同的外延生长所需的基座和/气流条件不一致，频繁调整带来生产成本的上升和生产效率的下降。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种外延片制备方法，用于解决现有的外延生长流程中，无法解决外延生产受到晶格晶向的影响，导致在4个90度角的地方SFQR较差的问题，而重新设计碳化硅基座或是改变外延机台的气流设计则存在调整工作量大，导致生产成本上升和生产效率下降等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种外延片制备方法，包括步骤：
[0007]S1：提供衬底，对衬底进行双面抛光后再清洗；
[0008]S2：对衬底进行边缘抛光后再清洗；
[0009]S3：对衬底进行最终抛光后再清洗；
[0010]S4：于最终抛光清洗后得到的衬底表面进行外延生长；
[0011]S5：对外延生长后的衬底依次进行抛光和清洗。
[0012]可选地，步骤S1中，双面抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用SC
‑
2清洗液进行清洗。
[0013]可选地，步骤S1中，在采用SC
‑
2清洗液进行清洗前还包括采用臭氧于双面抛光后的衬底表面生成氧化层的步骤。
[0014]可选地，步骤S1中，对衬底进行双面抛光的抛光液包含二氧化铈颗粒、去离子水、表面活性剂及双氧水。
[0015]可选地，步骤S2中，边缘抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用SC
‑
1清洗液进行清洗。
[0016]可选地，步骤S3中，最终抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用去离子水进行清洗。
[0017]可选地，所述衬底包括硅衬底，外延生长包括硅单晶外延生长，外延生长过程中，通入的气体包括三氯硅烷和载气，所述三氯硅烷的流量为1500sccm
‑
2000sccm，所述载气的流量范围为1000sccm
‑
1500sccm。
[0018]可选地，步骤S5中，对外延生长后的衬底进行抛光的过程中，抛光液包含二氧化硅颗粒、去离子水、表面活性剂及双氧水。
[0019]可选地，步骤S5中，对外延生长后的衬底进行抛光后的清洗依次包括预清洗、主清洗和最终清洗，其中，所述预清洗包括对外延生长后的衬底表面进行氧化以生成氧化膜，之后去除氧化膜的步骤；所述主清洗包括在惰性气体氛围下采用SC
‑
1清洗液进行清洗，最终清洗包括在惰性气体氛围下采用去离子水进行清洗。
[0020]可选地，SC
‑
1清洗液中，氨水、双氧水和去离子水的体积百分比为1:1:5～1:2:7。
[0021]如上所述，本专利技术的外延片制备方法，具有以下有益效果：本专利技术对现有的外延片制备流程重新进行了优化设计，不仅在外延生长前进行多次抛光以确保外延生长具有良好的生长条件，且在外延生长后再次进行抛光清洗，以确保生长出的外延层具有平坦表面，可以有效改善外延层表面SFQR较差的问题，有利于提高后续的器件生产良率。采用本专利技术，无需重新设计碳化硅基座或是改变外延机台的气流设计，且本专利技术适用于所有工艺的外延片生长，有着较大的商业利用价值。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术提供的外延片制备方法的流程图。
[0023]图2显示为采用本专利技术的外延片制备方法制备的多片外延片完成外延生长后进行抛光前与抛光后的厚度分布曲线示意图，其中，曲线
①
为第一片外延片外延后未抛光前的厚度分布曲线，曲线
②
为第一片外延片外延且抛光后的厚度分布曲线；曲线
③
为第二片外延片外延后未抛光前的厚度分布曲线，曲线
④
为第二片外延片外延且抛光后的厚度分布曲线；曲线
⑤
为第三片外延片外延后未抛光前的厚度分布曲线，曲线
⑥
为第三片外延片外延且抛光后的厚度分布曲线。
[0024]图3显示为采用本专利技术的外延片制备方法制备的多片外延片完成外延生长后进行抛光前与抛光后的厚度差异比较图。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0026]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0027]如图1所示，本专利技术提供一种外延片制备方法，包括步骤：
[0028]S1：提供衬底，对衬底进行双面抛光后再清洗；
[0029]S2：对衬底进行边缘抛光后再清洗；
[0030]S3：对衬底进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延片制备方法，其特征在于，包括步骤：S1：提供衬底，对衬底进行双面抛光后再清洗；S2：对衬底进行边缘抛光后再清洗；S3：对衬底进行最终抛光后再清洗；S4：于最终抛光清洗后得到的衬底表面进行外延生长；S5：对外延生长后的衬底依次进行抛光和清洗。2.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，步骤S1中，双面抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用SC
‑
2清洗液进行清洗。3.根据权利要求2所述的外延片制备方法，其特征在于，步骤S1中，在采用SC
‑
2清洗液进行清洗前还包括采用臭氧于双面抛光后的衬底表面生成氧化层的步骤。4.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，步骤S1中，对衬底进行双面抛光的抛光液包含二氧化铈颗粒、去离子水、表面活性剂及双氧水。5.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，步骤S2中，边缘抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用SC
‑
1清洗液进行清洗。6.根据权利要求1所述的外延片制备方法，其特征在于，步骤S3中，最终抛光后的清洗包括在惰性气体氛围下采用去离子水进行清洗。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志鑫，季文明，刘丽英，刘源，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：