一种外延生长方法和P型硅外延结构技术

本申请提供一种外延生长方法和P型硅外延结构，该方法包括：提供一P型半导体衬底；将所述P型半导体衬底在氢气氛围下进行第一次高温热处理，通入第一硅基气体并以磷烷作为掺杂气体在所述P型半导体衬底上生长重掺磷外延硅层；在氢气氛围下进行第二次高温热处理生成磷化氢，以去除所述重掺磷外延硅层表面残留的磷原子和含磷副产物；在氢气氛围下进行第三次高温热处理，通入第二硅基气体并以硼烷作为掺杂气体在去除所述磷原子和含磷副产物后的所述重掺磷外延硅层上生长轻掺硼外延硅层。本申请减少重掺磷外延硅层与轻掺硼外延硅层界面处的损耗，避免轻掺硼外延硅层的位错以及电阻率异常。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体，具体涉及外延生长方法和p型硅外延结构。

技术介绍

1、随着硅半导体器件和集成电路的高度发展，先进制程中对于器件的高集成度、储存单元的漏电流等诸多方面的要求也越来越高，外延生长工艺(epi)应运而生。

2、轻掺硅外延硅层/重掺衬底的材料结构作为现代电力电子器件、光电探测器件等的功能材料，利用外延硅层的生长方式可以有效改善原始硅单晶衬底的晶体质量，但工艺难度体现在外延生长过程始终受到外延系统、衬底等背景因素自掺杂的严重影响，过渡层结构占比较大，而且界面处的缺陷(defect)严重，严重影响后续的外延生长过程，造成外延硅层的缺陷和衬底界面附近出现反型层。

3、目前对于解决重掺b衬底造成的后续n型外延硅层夹层和界面处的defect多采用提高重掺硼(b)单晶质量，或在外延生长时先长一层低阻层作为过渡层的办法，但是对于重掺p衬底的p型外延生长却效果不佳，这是由于掺磷(p)是间隙式掺杂，比替位掺杂的b更易扩散，而且p极易在表面富集引起下一外延硅层的defect问题。

4、目前，针对于重掺p衬底引起的外延硅层位错和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种外延生长方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述磷烷的浓度为500ppm，所述第一次高温热处理的温度范围包括650℃～900℃，压力范围包括10torr～500torr。

3.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，对所述P型半导体衬底进行处理使其生长厚度为1000A～3000A的所述重掺磷外延硅层。

4.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述生长重掺磷外延硅层中所述磷原子的掺杂浓度为2E20atom/cm3～3E20atom/cm3。

5.根据权利要求1所述的外延生长方法，...

【技术特征摘要】

1.一种外延生长方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述磷烷的浓度为500ppm，所述第一次高温热处理的温度范围包括650℃～900℃，压力范围包括10torr～500torr。

3.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，对所述p型半导体衬底进行处理使其生长厚度为1000a～3000a的所述重掺磷外延硅层。

4.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述生长重掺磷外延硅层中所述磷原子的掺杂浓度为2e20atom/cm3～3e20atom/cm3。

5.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述第二次高温热处理的温度范围包括550℃～750℃，压力范围包括300torr～500torr，且所述第二次高温热处理的氢气持续通入时长范围包括1000s-5000s。

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【专利技术属性】
技术研发人员：陈正松，许良勇，程威，王卫星，
申请(专利权)人：湖北江城芯片中试服务有限公司，
类型：发明
国别省市：