改善外延工艺弛豫的方法技术

本发明专利技术提供一种改善外延工艺弛豫的方法，提供衬底，在衬底上形成外延层；其中，外延层的形成工艺包括：利用SiH4气体作为第一硅源气体，SiH2Cl2气体作为第二硅源气体；调节温度与压强，使得SiH2Cl2气体分解为硅气体和氯化氢，SiH4气体分解为硅气体和氢气。本发明专利技术利用非选择性锗硅工艺形成的外延层，改善弛豫提高工艺压力窗口的同时，不影响外延层中Ge的浓度。不影响外延层中Ge的浓度。不影响外延层中Ge的浓度。

【技术实现步骤摘要】
改善外延工艺弛豫的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种改善外延工艺弛豫的方法。

技术介绍

[0002]55纳米技术节点的Bi CMOS(铋互补金属氧化物半导体)平台,HBT(异质结双极型晶体管)器件部分的基区目前主要采用方法为SEG(选择性外延技术)和NSEG(非选择性外延)；
[0003]非选择性锗硅现有工艺在调试研究中发现，压力降低条件下，硅锗键长变短，分子间间距较小，晶格原子间分子间排斥作用力加强，应力抑制削弱，从而发生晶格失配引起的弛豫现象；
[0004]上述弛豫现象的发生导致非选择性锗硅工艺压力调试窗口(window)大大减小，很难满足工艺需求；
[0005]传统弛豫改善方法均会改变Ge浓度，而Ge浓度对于器件电性参数至关重要。
[0006]为解决上述问题，需要提出一种新型的改善外延工艺弛豫的方法。

技术实现思路

[0007]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改善外延工艺弛豫的方法，用于解决现有技术中非选择性锗硅工艺中现，压力降低条件下，硅锗键长变短，分子间间距较小，晶格原子间分子间排斥作用力加强，应力抑制削弱，从而发生晶格失配引起的弛豫现象；弛豫现象的发生导致非选择性锗硅工艺压力调试窗口大大减小，很难满足工艺需求，会改变Ge浓度，影响器件的电性参数的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种改善外延工艺弛豫的方法包括：
[0009]提供衬底，在所述衬底上形成外延层；其中，
[0010]所述外延层的形成工艺包括：
[0011]利用SiH4气体作为第一硅源气体，SiH2Cl2气体作为第二硅源气体；
[0012]调节温度与压强，使得所述SiH2Cl2气体分解为硅气体和氯化氢，所述SiH4气体分解为硅气体和氢气。
[0013]优选地，所述衬底为硅衬底。
[0014]优选地，所述外延层的形成工艺中压力范围为5至80Torr。
[0015]优选地，所述外延层的形成工艺中温度范围为600至700摄氏度。
[0016]优选地，所述第二硅源气体相对于所述第一硅源气体的气体体积比小于等于1.5:1。
[0017]优选地，所述外延层为锗硅外延层。
[0018]优选地，所述外延层利用非选择性外延的方法形成。
[0019]优选地，所述非选择外延的方法包括：在形成集电极后，在所述衬底上淀积二氧化
硅层，利用光刻、刻蚀打开所述锗硅外延层窗口，在去除所述锗硅外延窗口内的二氧化硅层和清洗后，非选择性生长所述锗硅外延层。
[0020]优选地，所述方法用于异质结双极型晶体管的制造工艺。
[0021]如上所述，本专利技术的改善外延工艺弛豫的方法，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术利用非选择性锗硅工艺形成的外延层，改善弛豫提高工艺压力窗口的同时，不影响外延层中Ge的浓度。
附图说明
[0023]图1显示为本专利技术实施例的采用不同硅源气体HBT器件SiGe基区Ge浓度的对比示意图。
具体实施方式
[0024]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。
[0025]本专利技术提供一种改善外延工艺弛豫的方法包括：
[0026]提供衬底，在衬底上形成外延层；
[0027]在本专利技术的实施例中，衬底为硅衬底。
[0028]其中，外延层的形成工艺包括：
[0029]利用SiH4气体作为第一硅源气体，SiH2Cl2气体(DCS)作为第二硅源气体；
[0030]调节温度与压强，使得SiH2Cl2气体分解为硅气体和氯化氢气体，SiH4气体分解为硅气体和氢气，即保持同等低温、低压的条件在，在SiH4气体中通入少量SiH2Cl2气体，通过热分解吸热反应，生成HCL等副产品，一定程度降低淀积速率，使膜层更加致密，表面锗硅键更加稳定，表面弛豫抑制加强，从而改善低压非选择性锗硅的弛豫问题，提高工艺压力窗口；通入少量SiH2Cl2气体，生成HCL降低淀积速率的同时，也引入Si原子，从而不影响Ge浓度，保证基区电性参数。
[0031]在本专利技术的实施例中，在硅源气体仅为SiH4气体的情况下，非选择性锗硅工艺压力在70Torr发生弛豫，其HBT(异质结双极型晶体管)器件SiGe基区Ge浓度如图1中的曲线101所示；在硅源气体为SiH4气体和SiH2Cl2气体的情况下，非选择性锗硅工艺压力优化至50Torr发生弛豫，提高了工艺的压力窗口，其HBT器件SiGe基区Ge浓度如图1中的曲线101所示，即HBT器件SiGe基区Ge浓度保持不变。
[0032]具体地，第一、二硅源气体的直接热分解法包括：
[0033][0034]SiH4
→
Si+2H2；
[0035]SiCl4和SiHCI3为反应中的副产物，其氢气还原法包括：
[0036][0037][0038]在本专利技术的实施例中，外延层的形成工艺中压力范围为5至80Torr，例如5Torr、
15Torr、25Torr、35Torr、45Torr、55Torr、65Torr、75Torr、80Torr。
[0039]在本专利技术的实施例中，外延层的形成工艺中温度范围为600至700摄氏度，例如600摄氏度、620摄氏度、640摄氏度、660摄氏度、680摄氏度、700摄氏度。
[0040]在本专利技术的实施例中，第二硅源气体相对于第一硅源气体的气体体积比小于等于1.5:1。
[0041]在本专利技术的实施例中，外延层为锗硅外延层。
[0042]在本专利技术的实施例中，外延层利用非选择性外延的方法形成。
[0043]在本专利技术的实施例中，非选择外延的方法包括：在形成集电极后，在衬底上淀积二氧化硅层，利用光刻、刻蚀打开锗硅外延层窗口，在去除锗硅外延窗口内的二氧化硅层和清洗后，非选择性生长锗硅外延层。
[0044]在本专利技术的实施例中，方法用于异质结双极型晶体管的制造工艺。
[0045]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，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0046]综上所述，本专利技术利用非选择性锗硅工艺形成的外延层，改善弛豫提高工艺压力窗口的同时，不影响外延层中Ge的浓度。所以，本专利技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0047]上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善外延工艺弛豫的方法，其特征在于，至少包括：提供衬底，在所述衬底上形成外延层；其中，所述外延层的形成工艺包括：利用SiH4气体作为第一硅源气体，SiH2Cl2气体作为第二硅源气体；调节温度与压强，使得所述SiH2Cl2气体分解为硅气体和氯化氢，所述SiH4气体分解为硅气体和氢气。2.根据权利要求1所述的改善外延工艺弛豫的方法，其特征在于：所述衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的改善外延工艺弛豫的方法，其特征在于：所述外延层的形成工艺中压力范围为5至80Torr。4.根据权利要求1所述的改善外延工艺弛豫的方法，其特征在于：所述外延层的形成工艺中温度范围为600至700摄氏度。5.根据权利要求1所述的改善外延工艺弛...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟虎，周康，王勇，杨德明，赵正元，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：