一种COOLMOS用硅外延片的制备方法技术

本申请提供一种COOLMOS用硅外延片的制备方法。该方法包括：将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积；将进行本征硅外延层预沉积后的晶圆放入冷却腔进行冷却，并对工艺腔进行HCL刻蚀；将冷却后的晶圆放入刻蚀后的工艺腔，并对冷却后的晶圆进行薄层高阻硅外延层沉积。本申请能够提高COOLMOS用硅外延片的制备效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种COOLMOS用硅外延片的制备方法


[0001]本申请涉及硅外延片制备
，尤其涉及一种COOLMOS用硅外延片的制备方法。

技术介绍

[0002]COOLMOS具有开关速度快、导通损耗低的性能，可以满足提升系统电能利用效率、降低功耗的发展方向。COOLMOS器件采用了电阻率更低的硅外延层实现了更高的反向击穿电压和更低的导通电阻。
[0003]COOLMOS用硅外延片的制备直接决定着COOLMOS器件的工作性能。当前，大多COOLMOS用硅外延片采用光刻(Photoetching)、选择性外延(Selective Epitaxial Growth,SEG)、化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)等技术。然而，该种方式耗时长，可能会导致COOLMOS器件的产出效率降低。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种COOLMOS用硅外延片的制备方法，以解决现有制备COOLMOS用硅外延片耗时长，导致产出效率低下的问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种COOLMOS用硅外延片的制备方法，该方法可以包括：
[0006]将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积；
[0007]将进行本征硅外延层预沉积后的晶圆放入冷却腔进行冷却，并对工艺腔进行HCL刻蚀；
[0008]将冷却后的晶圆放入刻蚀后的工艺腔，并对冷却后的晶圆进行薄层高阻硅外延层沉积，得到COOLMOS用硅外延片。
[0009]在一种可能的实现方式中，将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积，包括：
[0010]在工艺腔中通入第一预设流量范围的载气，并在第一预设温度范围内对工艺腔进行第一次吹扫；
[0011]将吹扫后的工艺腔变化至第二预设温度范围，并在第二预设温度范围内对晶圆进行烘烤；
[0012]将烘烤后的工艺腔变化至第三预设温度范围，并对烘烤后的晶圆进行本征预沉积；
[0013]在第三预设温度范围内对工艺腔进行第二次吹扫，并将吹扫后的工艺腔温度变化至第一预设温度范围。
[0014]在一种可能的实现方式中，在第二预设温度范围内对晶圆进行烘烤，包括：
[0015]在第二预设温度范围内，对工艺腔通入第二预设流量范围的HCI气体，以对晶圆表面进行气抛。
[0016]在一种可能的实现方式中，对烘烤后的晶圆进行本征预沉积，包括：
[0017]对工艺腔通入第三预设流量范围的TCS气体，以使晶圆按照第一预设生长速率范
围进行生长。
[0018]在一种可能的实现方式中，包括：
[0019]第一预设温度范围为650
‑
700℃，第二预设温度范围为1100
‑
1200℃，第三预设温度范围为1090
‑
1190℃，第一预设流量范围为40
‑
80L/min。
[0020]在一种可能的实现方式中，对冷却后的晶圆进行薄层高阻硅外延层沉积，包括：
[0021]在放入冷却后的晶圆的工艺腔中通入第四预设流量范围的载气，并在第四预设温度范围内对该工艺腔进行第一次吹扫；
[0022]将吹扫后的工艺腔变化至第五预设温度范围，并在第五预设温度范围内对晶圆进行烘烤；
[0023]将烘烤后的工艺腔变化至第六预设温度范围，并对工艺腔进行第一次变流量吹扫；
[0024]在第六预设温度范围内，将第一次变流量吹扫后的工艺腔进行沉积，并对沉积后的工艺腔进行第二次变流量吹扫；
[0025]将第二次变流量吹扫后的工艺腔变化至第四预设温度范围。
[0026]在一种可能的实现方式中，对工艺腔进行第一次变流量吹扫，包括：
[0027]将工艺腔的载气流量变化至第五预设流量范围，对工艺腔吹扫第一时长；
[0028]在第一时长之后，将工艺腔的载气流量变化至第六预设流量范围，并对工艺腔吹扫第一时长。
[0029]在一种可能的实现方式中，第五预设流量范围为80
‑
160L/min，第六预设流量范围为40
‑
80L/min。
[0030]在一种可能的实现方式中，对沉积后的工艺腔进行第二次变流量吹扫，包括：
[0031]将沉积后的工艺腔的载气流量变化至第五预设流量范围，对工艺腔吹扫第二时长；
[0032]在第二时长之后，将工艺腔的载气流量变化至第六预设流量范围，并对工艺腔吹扫第二时长。
[0033]在一种可能的实现方式中，将第一次变流量吹扫后的工艺腔进行沉积，包括：
[0034]对工艺腔通入第七预设流量范围的TCS气体和第八预设流量范围的掺杂气体，以使晶圆按照第二预设生长速率范围生长。
[0035]本申请提供一种COOLMOS用硅外延片的制备方法，通过将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积；将进行本征硅外延层预沉积后的晶圆放入冷却腔进行冷却，并对工艺腔进行HCL刻蚀；将冷却后的晶圆放入刻蚀后的工艺腔，并对冷却后的晶圆进行薄层高阻硅外延层沉积，得到COOLMOS用硅外延片。相较于现有的SEG沉积耗时长，本申请的通过本征硅外延层预沉积以及薄层高阻硅外延层沉积可以有效提升沉积速率，将薄层高阻和抑制图形漂移两大硅外延生长关键技术进行了有机结合，大幅提升COOLMOS用硅外延片的制备效率。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0037]图1是本申请实施例提供的COOLMOS用硅外延片的制备方法的实现流程图；
[0038]图2是本申请实施例提供的本征硅外延层预沉积过程中各部分的参数变化示意图；
[0039]图3是本申请实施例提供的薄层高阻硅外延层沉积过程中各部分的参数变化示意图。
具体实施方式
[0040]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0041]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
[0042]现有技术大多采用光刻、SEG、CMP等技术制备COOLMOS用硅外延片。然而，SEG通常采用减压外延法(沉积速率为0.2
‑
0.4m/min)，相比于常压外延法(沉积速率为2
‑
4m/min)，需要至少100分钟才能完成该外延层的生长(厚度为40
‑
50μm)，降低了产出效率。CMP与SEG之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种COOLMOS用硅外延片的制备方法，其特征在于，包括：将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积；将进行本征硅外延层预沉积后的晶圆放入冷却腔进行冷却，并对所述工艺腔进行HCL刻蚀；将冷却后的晶圆放入刻蚀后的工艺腔，并对所述冷却后的晶圆进行薄层高阻硅外延层沉积，得到COOLMOS用硅外延片。2.根据权利要求1所述的COOLMOS用硅外延片的制备方法，其特征在于，所述将晶圆放入工艺腔进行本征硅外延层预沉积，包括：在所述工艺腔中通入第一预设流量范围的载气，并在第一预设温度范围内对所述工艺腔进行第一次吹扫；将吹扫后的工艺腔变化至第二预设温度范围，并在第二预设温度范围内对所述晶圆进行烘烤；将烘烤后的工艺腔变化至第三预设温度范围，并对烘烤后的晶圆进行本征预沉积；在第三预设温度范围内对所述工艺腔进行第二次吹扫，并将吹扫后的工艺腔温度变化至第一预设温度范围。3.根据权利要求2所述的COOLMOS用硅外延片的制备方法，其特征在于，所述在第二预设温度范围内对所述晶圆进行烘烤，包括：在所述第二预设温度范围内，对所述工艺腔通入第二预设流量范围的HCI气体，以对所述晶圆表面进行气抛。4.根据权利要求2所述的COOLMOS用硅外延片的制备方法，其特征在于，所述对烘烤后的晶圆进行本征预沉积，包括：对所述工艺腔通入第三预设流量范围的TCS气体，以使所述晶圆按照第一预设生长速率范围进行生长。5.根据权利要求2至4任一项所述的COOLMOS用硅外延片的制备方法，其特征在于，包括：所述第一预设温度范围为650
‑
700℃，所述第二预设温度范围为1100
‑
1200℃，所述第三预设温度范围为1090
‑
1190℃，所述第一预设流量范围为40
‑
80L/min。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳敏，王楠，赵堃，莫宇，
申请(专利权)人：中电科先进材料技术创新有限公司，
类型：发明
国别省市：