摘要：在现代大规模集成电路中，硅外延芯片材料是制备硅器件的基础功能材料，电子和信息技术产业的发展离不开它的支持。同时，在半导体器件制造中，薄层硅外延在电路功能上发挥重大作用。化学气相沉积（CVD）和物理气沉积（PVD）是硅外延通用的两种沉淀过程。通过化学气相沉积（CVD）方法生长的薄膜是最重要的沉积薄膜的方法之一，具有操作简单、高可靠的运转、均匀的膜厚度和良好的阶梯覆盖性等特性。我们在航空、刀具、生物医学领域里常会遇到材料性能方面的问题，而通过化学气相沉积的外延技术可以给材料表面赋予特殊的性能，因此能够很好地解决上述材料问题。本文介绍了硅外延技术的生长过程和工艺基础，以及薄膜硅外延的应用，并对外延层电阻率和厚度均匀性的关键影响因素进行了分析。随着技术更新，外延工艺在高频大功率器件的应用中扮演着越来越重要的角色，电阻率和膜厚便是外延中最重要的参数。外延的电阻率和膜厚均匀性的要求随着器件稳定性和持久性的提高也随之增加，所以非常需要电阻率和膜厚的均匀性能够达到要求。然而自掺杂和系统杂质都会对高电阻外延的电阻率均匀性造成影响，较难获得相对好的电阻率。工艺温度，硅源流量和主H2流量也会对膜厚均匀性造成不少的影响。因此本文研究了双层外延工艺能够有效减少自掺杂效应，以及外延温度、硅源流量、主H2流量对膜厚均匀性的影响。

关键词：硅外延、电阻率、自掺杂效应、膜厚均匀性

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究意义及内容-2

1.2.1 研究意义-2

1.2.2 研究内容-2

1.3 外延工艺的方法及优点-2

1.3.1 外延的方法分类-3

1.3.2 外延的优点-4

1.4 外延生长的原理及过程-4

1.4.1 CVD的基本原理及过程-4

1.4.2 掺杂-5

1.5 外延工艺设备-7

1.5.1 ASM单片外延炉-8

1.5.2 78外延炉-10

第二章 外延关键参数测定-12

2.1 外延缺陷的分析-12

2.2 电阻率测定SRP-12

2.2.1 SRP测试示意图-12

2.2.2 SRP的优点-13

2.2.3 SRP的基本原理-13

2.2.4 SRP的数据分析及校准曲线-15

2.2.5 SRP的应用-16

2.3 膜厚测定方法-16

2.3.1 层错法-16

2.3.2 傅里叶红外干涉法（FTIR）-17

2.3.3 滚槽法-18

第三章 外延工艺控制点-19

3.1 自掺杂的控制改善-19

3.1.1 不同P埋注入剂量拉偏-20

3.1.2 不同外延工艺温度拉偏-21

3.1.3 单层外延与双层外延工艺-22

3.1.4 小结-22

3.2 不同因素对外延层厚度的影响-22

3.2.1 工艺温度对膜厚的影响-23

3.2.2 主H2流量对膜厚的影响-23

3.2.3 硅源流量对膜厚的影响-24

3.3.4 小结-24

第四章 总结与展望-25

4.1 总结-25

4.2 展望-26

致谢-27

参考文献-28