半導(dǎo)體制造之外延工藝詳解_第1頁
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半導(dǎo)體制造之外延工藝詳解_第3頁
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文檔簡介

第第頁半導(dǎo)體制造之外延工藝詳解外延工藝是指在襯底上生長完全排列有序的單晶體層的工藝。一般來講，外延工藝是在單晶襯底上生長一層與原襯底相同晶格取向的晶體層。外延工藝廣泛用于（半導(dǎo)體制造），如（集成電路）（工業(yè)）的外延硅片。MOS（晶體管）的（嵌入式）源漏外延生長，LED襯底上的外延生長等。根據(jù)生長源物相狀態(tài)的不同，外延生長方式可以分為固相外延、液相外延、氣相外延。在集成電路制造中，常用的外延方式是固相外延和氣相外延。

固相外延，是指固體源在襯底上生長一層單晶層，如離子注入后的熱退火實(shí)際上就是一種固相外延過程。離于注入加工時(shí)，硅片的硅原子受到高能注入離子的轟擊，脫離原有晶格位置，發(fā)生非晶化，形成一層表面非晶硅層；再經(jīng)過高溫?zé)嵬嘶穑蔷г又匦禄氐骄Ц裎恢?，并與襯底內(nèi)部原子晶向保持一致。

氣相外延的生長方法包括化學(xué)氣相外延生長（CVE）、分子束外延（MBD)、原子層外（ALE）等。在集成電路制造中，最常用的是化學(xué)氣相外延生長(CVE)?；瘜W(xué)氣相外延與化學(xué)氣相沉積（CVD）原理基本相同，都是利用氣體混合后在晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積薄膜的工藝；不同的是，因?yàn)榛瘜W(xué)氣相外延生長的是單晶層，所以對(duì)設(shè)備內(nèi)的雜質(zhì)含量和硅片表面的潔凈度要求都更高。早期的化學(xué)氣相外延硅工藝需要在高溫條件下（大于1000°C）進(jìn)行。隨著工藝設(shè)備的改進(jìn)，尤其是真空交換腔體（Lo（ad）LockChamber）技術(shù)的采用，設(shè)備腔內(nèi)和硅片表面的潔凈度大大改進(jìn)，硅的外延已經(jīng)可以在較低溫度（600~700°C）下進(jìn)行。在集成電路制造中，CVE主要用于外延硅片工藝和MOS晶體管嵌人式源漏外延工藝。外延硅片工藝是在硅片表面外延一層單晶硅，與原來的硅襯底相比，外延硅層的純度更高，晶格缺陷更少，從而提高了（半導(dǎo)體）制造的成品率。另外，硅片上生長的外延硅層的生長厚度和摻雜濃度可以靈活設(shè)計(jì)，這給器件的設(shè)計(jì)帶來了靈活性，如可以用于減小襯底電阻，增強(qiáng)襯底隔離等。嵌入式源漏外延工藝是在邏輯先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)廣泛采用的技術(shù)，是指在MOS晶體管的源漏區(qū)域外延生長摻雜的鍺硅或硅的工藝。引入嵌入式源漏外延工藝的主要優(yōu)點(diǎn)包括：可以生長因晶格適配而包含應(yīng)力的贗晶層，提

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