外延生长装置及外延生长方法制造方法及图纸

本公开提供一种外延生长装置及外延生长方法，包括：反应腔；基座；加热模组，包括上灯组单元和下灯组单元，上灯组单元和下灯组单元包括内灯组和外灯组；控制单元，用于基于预设参数设定规则，控制加热模组的工作状态；预设参数设定规则被配置为：上灯组单元中内灯组的功率占比为第一功率占比；下灯组单元中内灯组的功率占比为第二功率占比；在基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，第一功率占比与第二功率占比的比值为第一比值；在基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，第一功率占比与第二功率占比的比值为第二比值，第一比值大于第二比值

【技术实现步骤摘要】
外延生长装置及外延生长方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种外延生长装置及外延生长方法
。

技术介绍

[0002]在单晶抛光晶圆上生长一层单晶薄膜称为外延晶圆
。
相比抛光晶圆，外延晶圆具有表面缺陷少
、
结晶性优异和电阻率可控的特性，被广泛用于高集成化的
IC
元件
(
半导体元件
)
和
MOS(MOSFET
：
Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor
，金属
‑
氧化物
‑
半导体场效晶体管
)
制程
。
[0003]一般通过化学气相沉积法对硅晶圆进行外延生长，首先将单晶硅晶圆传送至外延反应腔室承载晶圆的基座
(Susceptor)
上，然后反应腔室升温，达到预设的温度后送入清洁气体
(H2)
去除晶圆表面的自然氧化物，送入硅源气体和掺杂气体在晶圆
(Wafer)
正面连续均匀的生长硅外延层
。
随着半导体工艺的不断发展，客户对于硅晶圆的品质要求越来越严格，其中外延晶圆外延层的电阻率均匀性是影响外延晶圆品质和良率的一个关键因素
。
但是，目前的外延晶圆径向电阻率均匀性较差，不能满足客户要求
。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种外延生长装置及外延生长方法，能够提高外延晶圆的电阻率均匀性
。
[0005]本公开实施例所提供的技术方案如下：
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种外延生长装置，包括：
[0007]反应腔；
[0008]基座，其设置于所述反应腔内，用于放置硅晶圆衬底；
[0009]加热模组，其包括上灯组单元和下灯组单元，所述上灯组单元和所述下灯组单元均包括内灯组和外灯组，所述内灯组用于为所述硅晶圆衬底的中心区域提供能量，所述外灯组用于为所述硅晶圆衬底的边缘区域提供能量；及
[0010]控制单元，其与所述加热模组单元连接，用于基于预设参数设定规则，控制所述加热模组的工作状态；其中所述预设参数设定规则被配置为：
[0011]所述上灯组单元中所述内灯组的功率占比为第一功率占比；
[0012]所述下灯组单元中所述内灯组的功率占比为第二功率占比；
[0013]在所述基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第一比值；
[0014]在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第二比值，所述第一比值大于所述第二比值
。
[0015]示例性的，所述第一比值大于
4.111
；
[0016]所述第二比值小于或等于
4.111。
[0017]示例性的，所述预设参数设定规则具体地被配置为：
[0018]预先存储一对应关系，所述对应关系包括多组数值，每组数值中包括第一功率占比基准值与第二功率占比基准值，其中每组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的比值均在所述第一比值的取值范围内，对多组数值进行编号，按照编号由小至大的顺序，多组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的数值逐渐增大；
[0019]在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，基于所述对应关系，将每组数值中的所述第一功率占比基准值设定为所述第一功率占比，所述第二功率占比基准值设定为所述第二功率占比；
[0020]在所述基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，基于所述对应关系，将其中第
n
组数值中的所述第二功率占比基准值设定为所述第二功率占比，第
n+i
组数值中的所述第一功率占比基站值设定为所述第一功率占比，
n
为大于或等于1的正整数，
i
为大于或等于1的正整数
。
[0021]示例性的，所述上灯组单元和所述下灯组单元包括沿圆周等距分布的多颗卤素灯，其中所述上灯组单元中内灯组包括
N1颗卤素灯，外灯组包括
N2颗卤素灯，内灯组的卤素灯与外灯组的卤素灯交替地排布；所述下灯组单元中内灯组包括
N3颗卤素灯，外灯组包括
N4颗卤素灯，内灯组的卤素灯与外灯组的卤素灯交替地排布，其中
N3大于
N1，
N1大于
N2，
N2等于
N4，
N1、N2、N3和
N1均为正整数
。
[0022]示例性的，
N1为
20
，
N2为
12
，
N3为
32
，
N4为
12。
[0023]第二方面，本公开实施例提供了一种外延生长方法，所述方法包括如下步骤：
[0024]提供硅晶圆衬底，并将所述硅晶圆衬底放置于外延生长装置中，所述外延生长装置包括反应腔
、
基座及加热模组，所述基座设置于所述反应腔内，硅晶圆衬底放置于所述基座上；所述加热模组包括上灯组单元和下灯组单元，所述上灯组单元和所述下灯组单元均包括内灯组和外灯组，所述内灯组用于为所述硅晶圆衬底的中心区域提供能量，所述外灯组用于为所述硅晶圆衬底的边缘区域提供能量；
[0025]基于预设参数设定规则，控制所述加热模组的工作状态，其中所述预设参数设定规则被配置为：所述上灯组单元中所述内灯组的功率占比为第一功率占比；所述下灯组单元中所述内灯组的功率占比为第二功率占比；在所述基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第一比值；在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第二比值，所述第一比值大于所述第二比值
。
[0026]示例性的，所述第一比值大于
4.111
；
[0027]所述第二比值小于或等于
4.111。
[0028]示例性的，所述基于预设参数设定规则，控制所述加热模组的工作状态，具体包括：
[0029]预先存储一对应关系，所述对应关系包括多组数值，每组数值中包括第一功率占比基准值与第二功率占比基准值，其中每组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的比值均在所述第一比值的取值范围内，对多组数值进行编号，按照编号由小至大的顺序，多组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的数值逐渐增大；
[0030]在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，基于所述对应关系，将每组数值中的所述第一功率占比基准值设定为所述第一功率占比，所述第二功率占比基准
值设定为所述第二功率占比；
[0031]在所述基座被构造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种外延生长装置，其特征在于，包括：反应腔；基座，其设置于所述反应腔内，用于放置硅晶圆衬底；加热模组，其包括上灯组单元和下灯组单元，所述上灯组单元和所述下灯组单元均包括内灯组和外灯组，所述内灯组用于为所述硅晶圆衬底的中心区域提供能量，所述外灯组用于为所述硅晶圆衬底的边缘区域提供能量；及控制单元，其与所述加热模组单元连接，用于基于预设参数设定规则，控制所述加热模组的工作状态；其中所述预设参数设定规则被配置为：所述上灯组单元中所述内灯组的功率占比为第一功率占比；所述下灯组单元中所述内灯组的功率占比为第二功率占比；在所述基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第一比值；在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，所述第一功率占比与所述第二功率占比的比值为第二比值，所述第一比值大于所述第二比值
。2.
根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述第一比值大于
4.111
；所述第二比值小于或等于
4.111。3.
根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述预设参数设定规则具体地被配置为：预先存储一对应关系，所述对应关系包括多组数值，每组数值中包括第一功率占比基准值与第二功率占比基准值，其中每组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的比值均在所述第一比值的取值范围内，对多组数值进行编号，按照编号由小至大的顺序，多组数值中第一功率占比基准值与第二功率占比基准值的数值逐渐增大；在所述基座被构造为具有不带气孔的基座口袋的情况下，基于所述对应关系，将每组数值中的所述第一功率占比基准值设定为所述第一功率占比，所述第二功率占比基准值设定为所述第二功率占比；在所述基座被构造为具有带气孔的基座口袋的情况下，基于所述对应关系，将其中第
n
组数值中的所述第二功率占比基准值设定为所述第二功率占比，第
n+i
组数值中的所述第一功率占比基站值设定为所述第一功率占比，
n
为大于或等于1的正整数，
i
为大于或等于1的正整数
。4.
根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述上灯组单元和所述下灯组单元包括沿圆周等距分布的多颗卤素灯，其中所述上灯组单元中内灯组包括
N1颗卤素灯，外灯组包括
N2颗卤素灯，内灯组的卤素灯与外灯组的卤素灯交替地排布；所述下灯组单元中内灯组包括
N3颗卤素灯，外灯组包括
N4颗卤素灯，内灯组的卤素灯与外灯组的卤素灯交替地排布，其中
N3大于
N1，
N1大于
N2，
N2等于

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，金柱炫，张奔，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：