硅外延生长工艺相关知识

发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:471

在适合的晶体底层上的单个晶体半导体薄膜的生长就是外延生长。底层通常是由和沉积的半导体同种物质的晶体组成，但也不总是这样。高质量的单晶硅薄膜已经可以在合成蓝宝石或尖晶石wafer上生长了，因为这些物质都有像硅一样可以让晶核生长的晶体结构。合成蓝宝石或尖晶石的成本超过同尺寸的硅wafer太多了，所以大多数外延生长沉积还是在硅底层上生长硅薄膜。

有几种不同的方法来生长外延（epi）层。一种比较粗糙的方法是把熔融的半导体物质注入底层上，经过一段时间后结晶，然后把多于的液体去除。然后wafer的表面可以重新研磨抛光形成外延层。很明显这个liquid-phase epitaxy的缺点是重新研磨的高成本和外延层厚度精确控制的难度。

大多数现代外延沉积使用低压化学气相沉积(lpcvd)外延生长。图2.22是一种早期lpcvd epi 反应器的简图。wafer被装载到诱导加热装载器上，然后由dichlorosilane和氢的混合气体通过wafer。这些气体在wafer的表面反应，形成一层缓慢生长的单晶硅。可以通过控制温度，压力和反应时使用的混合气体来调节生长速度。不需要为了后续步骤而抛光外延层表面，因为气相外延生长如实的反应了底下表面的状况。通过加入少量的气态杂质比如磷和乙硼烷到气