pe3061外延炉生长滑移线控制工艺分析
外延工艺简介
6
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掺杂浓度(原子/cm3)
掺杂浓度
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1018 1017
B2H6 PH3 AsH3
1016
1100 1200
1300 T(℃)
(图1) 硅外延中掺杂剂的掺入系数 与生长温度就之间的函数
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面化学反应控制两个区域.但杂质源和硅源的化学动力学不同,情 况
更为复杂。杂质的掺入效率不但依赖于生长温度,同时每种掺杂剂 都有其自身的特征。一般情况下,硅的生长速率相对稳定。硼的掺 入量随生长温度上升而增加，而磷和砷却随生长温度的生长温度
的上升而下降(见图1)。
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一丝不苟的工作态度、质量意识和安全意识。
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什么叫外延？
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外延Epitaxy这个词来源于希腊字epi,意思是“…之上”。这样选定的 词对外延提供了一个恰当的描写。一个含有硅原子的气体以适当的方式通 过衬底，自反应剂分子释放出的原子在衬底上运动直到它们到达适当的位 置，并成为生长源的一部分，在适当的条件下就得到单一的晶向。所得到 的外延层精确地为单晶衬底的延续。
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200mm高阻厚层Si外延技术研究_袁肇耿
200mm高阻厚层Si外延技术研究袁肇耿,魏毓峰(河北普兴电子科技股份有限公司,石家庄050051)摘要:针对国内市场对200mm Si外延产品需求持续增长,其中高阻厚层产品需求量最大的情况,研制开发了200mm高阻厚层Si外延片,解决了规模生产中工艺参数控制的稳定性、均匀性和一致性。
介绍了一种实用工艺方法,即在常压外延设备上,对200mm高阻厚层Si外延片的生长进行工艺开发,考虑了该产品生产过程中影响工艺参数的主要因素,在产品结晶质量、自掺杂控制、均匀性控制、背面控制等方面进行了专题研究,得到了良好结果,已应用于规模生产。
关键词:外延;高阻厚层;自掺杂;均匀性中图分类号:TN3041054文献标识码:A文章编号:1003-353X(2008)05-0391-03 Investigation on200mm High Resistivity ThickEpitaxy Layer TechnologyYuan Zhaogeng,Wei Yufeng(H ebei Poshin g Electr onic Technology Co.,Ltd,Shi j ia z huang050051,China)Abstract:As the market demand of200mm Si epitaxy products is with sustainable gro wth,and the demand of high resistivity thick epitaxy wafer is the biggest.So200mm high resistivity thick epitaxy Si wafer were developed,the process parameters control of stability,uniformity and consistency were solved for scale production.A useful process method was introduced,i1e.,in the atmospheric epitaxial equipment, 200mm high resistivity thick Si epitaxy process were developed,c onsidering the main impact factors on the process parameters in production,the crystalline quality of produc t,self doping control,uniformity control, backside quality control and so on were studied.The results are good,and it is applied to the scale production.Key words:epitaxy;high resistivity thick layer;self doping;uniformityEEAC C:05200引言电力电子器件主要是以Si为基本材料的单极和双极器件为主,一般做功率MOSFET及功率放大器都采用外延片。
汽车冲压件中滑移线问题的产生及解决方案孟庆成
汽车冲压件中滑移线问题的产生及解决方案孟庆成发布时间：2021-08-09T02:03:12.649Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：孟庆成[导读] 近年来，经济快速发展，人们生活水平不断提高，汽车越来越普遍，滑移线是汽车外覆盖件在冲压生产中一种常见的表面缺陷，滑移线的出现严重影响了冲压件的表面质量和产品外观。
本文主要对滑移线的产生原因和解决方案进行了详细的研究，为冲压设计和生产时避免滑移线的出现，提供了参考。
孟庆成中国汽车工业工程有限公司天津 300000摘要：近年来，经济快速发展，人们生活水平不断提高，汽车越来越普遍，滑移线是汽车外覆盖件在冲压生产中一种常见的表面缺陷，滑移线的出现严重影响了冲压件的表面质量和产品外观。
本文主要对滑移线的产生原因和解决方案进行了详细的研究，为冲压设计和生产时避免滑移线的出现，提供了参考。
关键词：汽车；冲压件；滑移线；问题；解决方案引言汽车零件设计依靠的是冲压工艺而生产，能够保障工艺的制作质量的则需要完好的模具构造设计。
一般情况下进行冲压工艺的改造，常会伴随着模具出现报废以及返工的情况。
由于受到个人理解力的不同，致使相同的零件会有多种不通的设计方案可够参考。
汽车零件的冲压技术制作来讲，制造工艺上需要按照安全、合理的经费、高效的生产和先进的科学开展，保证零件在满足相关需求的状态下，能够实现最大的经济利润和工艺效果的目的。
因此，本文件主要围绕汽车冲压件中滑移线问题的产生及解决方案展开分析深入研究。
1汽车冲压件工艺开发的意义第一，汽车冲压件工艺开发有利于提升工艺质量保证产品性能，以及缩短加工制造的周期，节约加工制造成本，对于提升企业效益和社会经济有着重要的意义。
第二，汽车冲压件工艺开发有利于提升汽车品质及使用体验，能够为我国汽车行业带来新的商机。
第三，设计开发新型且科学合理的汽车冲压件工艺，对于提升汽车使用性能和质量要求有着极大的推动作用，这对于促进汽车制造行业的发展有着重要意义[1]。
快速恢复外延二极管用硅外延片的工艺研究
快速恢复外延二极管用硅外延片的工艺研究王文林;李扬;陈涛;李明达【摘要】利用化学气相沉积方法制备所需硅外延层，通过FTIR（傅里叶变换红外线光谱分析）、C-V（电容-电压测试）、SRP（扩展电阻技术）等多种测试方法获取外延层的几何参数、电学参数以及过渡区形貌。
详细研究了本征层生长工艺与外延层厚度分布、电阻率分布以及过渡区形貌之间的对应关系。
采用该优化设计的硅外延材料，成功提高了FRED器件的性能与成品率。
%Using the method of chemical vapor deposition(CVD), the required silicon epitaxial layer was prepared, and the geometry parameter, the electricity parameter as well as the transition region morphology was analyzed by using some testing methods such as FTIR(Fourier-Transform Infrared Spectrophotometry),C-V, SRP(spreading resistance profile)and so on. The relationship between the intrinsic layer growth process and the thickness distribution, resistivity distribution as well as transition topography of epitaxial layer was studied in detail. With the optimized design of silicon epitaxial material in the paper, the performance and yield of FRED were successfully improved.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】4页(P37-40)【关键词】快恢复二极管;硅外延片;本征层生长;过渡区【作者】王文林;李扬;陈涛;李明达【作者单位】中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220;中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220;中国电子科技集团公司第46研究所，天津300220;中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220【正文语种】中文【中图分类】TN304随着高频大功率半导体器件研发和制造技术的快速发展，其在电子电路中的应用越来越多样化，尤以IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、VDMOS（垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管）为代表的功率开关器件在生活中的应用愈加广泛和深入，其需求量十分巨大[1~2]。
6英寸高均匀性P型硅外延片的工艺研究
6英寸高均匀性P型硅外延片的工艺研究吕婷;李明达;陈涛【摘要】主要进行了6英寸（152.4 mm）高均匀性P型硅外延片的生产工艺研究。
利用 PE-2061S型桶式外延炉，在重掺硼的硅衬底上化学气相沉积P/P+型硅外延层。
通过流场调节工艺、基座包硅工艺、变流量解吸工艺、两步生长工艺等关键工艺的改进，对非主动掺杂效应进行了有效抑制，利用FTIR（傅里叶变换红外线光谱分析）、C-V（电容-电压测试）、SRP（扩展电阻技术）等测试方法对外延层的电学参数以及过渡区形貌进行了测试，得到结晶质量良好、厚度不均匀性<1%、电阻率不均匀性<1.5%的6英寸P型高均匀性硅外延片，各项参数均可以达到器件的使用要求。
%The paper mainly describes a kind of practical production process with the 6-inch silicon epitaxial wafers with high uniformity. Using the PE-2061S barrel-type epitaxial furnace, required 6-inch P/P+-type silicon epitaxial layer was prepared on the heavily B-doped silicon substrate by chemical vapor deposition. The key processes such as the flow field adjusting process, the susceptor coating with silicon process, variable flow rate process and the two-step growth process were effectively improved. The electricity parameter as well as the transition region morphology of the epitaxial layer was analyzed by using some testing methods such as FTIR(Fourier-Transform Infrared Spectrophotometry), C-V, SRP(spreading resistance proifle)and so on. Finally, P/P+-type silicon epitaxial wafers were successfully prepared, and all the parameters were adapted to the design requirements of devices,such as good crystallization quality, the thickness nonuniformity <1%, the resistivity nonuniformity <1.5%.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P36-39)【关键词】6英寸;均匀性;P型硅外延;非主动掺杂【作者】吕婷;李明达;陈涛【作者单位】中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220;中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220;中国电子科技集团公司第46研究所，天津300220【正文语种】中文【中图分类】TN304.051 引言目前P型硅外延材料是制备微波功率MOS器件和光电探测器件的关键基础材料，外延层的质量与器件性能密切相关[1～3]。
工艺技术6外延
上片漂移小纠偏过头
下片纠偏较正确
2.图形畸变Distortion
• 外延后图形增大或缩小,变模糊,甚之消失。 • 图形边缘不再锐利。 • 畸变原因：
主要是HCL腐蚀硅片表面，在台阶处，由于取 向不同使各方向腐蚀速率不同结果产生畸变。
SHIFT 非对称畸变 图形消失
对称变大 对称变小
外延后图形严重畸变
外延技术讲座提要
• 外延工艺简述 • 外延的某些关键工艺 • 几种常见外延炉性能比较 • 外延工艺及设备的展望
一、外延工艺简述
1.外延的含意 • Epi—taxy是由希腊词来的表示在上面排列
upon to arrange。
• 外延的含意是在衬底上长上一层有一定厚 度一定电阻率及一定型号的单晶。
• 外延是一种单晶生长技术但又不同于拉晶、 也不同于一般的CVD 。
2)电阻率测试
• 三探针: n/n+ p/p+ 探针接触电阻大
• 四探针: p/n n/p
当在界面有低阻过渡区时测试不准
• SRP: n/n+ p/p+ n/p p/n 要求知道衬底型号与取向，否则测试不准
• C-V:n/n+ p/p+ n/p p/n 要求严格的表面清洁处理
四探针
srp
Srp还可测浓度(或电阻率)与结深的关系，可 看过渡区宽度，是一个很好的分析测试手段
对于(111)晶片,取向对畸变影响很大
畸变小
畸变严重
轻微畸变使图形边缘模糊，使光刻困难
轻微畸变
水平方向变宽，光刻机不能识别
硅源中氯原子的含量上对shift的影响
shift
0.4
0.3
(111)
0.2
外延工艺简介
低流速可以产生较差的均匀性。
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图2
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为了使半导体器件得到所需要求的电参数，用P型或N型杂质对
外延层进行掺杂是必要的。器件的效果取决于掺杂浓度的准确控
制和掺杂剂浓度沿外延层的纵向分布。
外延层中的杂质原子是在生长过程中被结合到外延层的晶格
中。杂质的沉淀过程与外延生长过程相似，也存在质量传输和表
PE3061设备晶圆位置偏差的产品识别技术分析
PE3061设备晶圆位置偏差的产品识别技术分析
葛华;李树平;王银海;马梦杰
【期刊名称】《集成电路应用》
【年(卷),期】2024(41)3
【摘要】阐述LPE3061外延设备作为MOS产品外延生产的主力机台,生产过程中存在硅片位置偏离基座坑位的搭边异常现象。
通过分析产品参数均匀性、产品外观变异性,探究现有产品探测识别机制的边界条件与适用性。
【总页数】2页(P64-65)
【作者】葛华;李树平;王银海;马梦杰
【作者单位】南京国盛电子有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN405;TN322.8;TN304
【相关文献】
1.RFID封装设备中晶圆的识别与定位
2.晶圆盒中晶圆位置检测技术的研究
3.蔚华科技加速产品线布局前后段半导体设备全面到位晶圆、封装、测试完整解决方案于上海半导体展登场
4.“双减”背景下初中道德与法治课堂实效性探究
5.深硅刻蚀晶圆位置偏移分析与研究
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第一课外延工艺简介
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• 什么叫外延生长？ • 硅外延的基本原理 • 外延设备及所用的气体 • 在外延中应注意的问题 • 外延层中的晶体缺陷 • 外延的质量表征因子 • 外延层测试设备 • 目前国内外延的动态 • 从事外延工作人员应具备的基本素质：敬业精神、
低流速可以产生较差的均匀性。
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Xj Xat
Cf(x)
Cat(x) 气相自掺杂 系统自掺杂
外延
无自掺杂
距表面深度
(图3) 掺杂浓度与距外延表面深度之间 的关系曲线示意图.这种阶梯式的 分布是自掺杂和外扩散不发生的 理想情况.该弯曲分布是由于不均 匀掺杂杂质所导致的实际情况
硅外延生长方法，目前国际上广泛的采用化学气相沉积生长方法满足 晶体的完整性、器件结构的多样化，装置可控简便，批量生产、纯度的保 证、均匀性要求。
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集成电路工艺外延图形漂移剖析
集成电路工艺外延图形漂移剖析宋玲玲;李浩;王利斌【摘要】外延结构的生长特性决定了埋层图形在外延层上漂移的现象，这种现象会给工艺带来危害，导致产品失效。
在实际工艺中，通常是通过一定的校正原则来抵消埋层漂移的影响。
另外，最后还给出了隔离击穿电压的测试分析方法。
%The phenomenon,buried layer graphics drifting on the layers, is decided by the characteristics of extensional structure,which will cause damage to process and result in product failure. In the process,a certain principle of correction is usually used to offset the effect of drift.In addition, the test and analysis methods of Isolation breakdown voltage is also described in this paper .【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P19-21,24)【关键词】外延;漂移;校正【作者】宋玲玲;李浩;王利斌【作者单位】中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032;93271 部队，沈阳 110032;93271 部队，沈阳 110032【正文语种】中文【中图分类】TN405.95在由体硅材料制作的双极晶体管中，体硅电阻率确定着集电极击穿电压，需用高阻材料才能取得高击穿耐压，但过大的集电极串联电阻又导致频率响应不好和大功耗［1］。
外延生长技术是在1959年开始发展起来的晶体生长技术。
采用低阻衬底上外延高阻材料的外延片制作双极器件，就可以解决上述矛盾。
半导体制造实用工艺流程简介
word半导体制造工艺NPN高频小功率晶体管制造的工艺流程为：外延片——编批——清洗——水汽氧化——一次光刻——检查——清洗——干氧氧化——硼注入——清洗——UDO淀积——清洗——硼再扩散——二次光刻——检查——单结测试——清洗——干氧氧化——磷注入——清洗——铝下CVD——清洗——发射区再扩散——三次光刻——检查——双结测试——清洗——铝蒸发——四次光刻——检查——氢气合金——正向测试——清洗——铝上CVD——检查——五次光刻——检查——氮气烘焙——检查——中测——中测检查——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查——综合检查——入中间库。
PNP小功率晶体管制造的工艺流程为：外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查〔tox〕——一次光刻——QC检查——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC检查〔R□〕——前处理——基区氧化扩散——QC检查〔tox、R□〕——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——POCl3预淀积——后处理〔P液〕——QC检查——前处理——发射区氧化——QC检查〔tox〕——前处理——发射区再扩散〔R□〕——前处理——铝下CVD——QC检查〔tox、R□〕——前处理——HCl氧化——前处理——氢气处理——三次光刻——QC检查——追扩散——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查〔t Al〕——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——QC检查〔ts〕——五次光刻——QC检查——大片测试——中测——中测检查〔——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查〕——综合检查——入中间库。
GR平面品种〔小功率三极管〕工艺流程为：编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查〔tox〕——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查〔tox〕——一GR光刻〔不腐蚀〕——GR硼注入——湿法去胶——前处理——GR基区扩散——QC检查〔Xj、R□〕——硼注入——前处理——基区扩散与氧化——QC检查〔Xj、tox、R□〕——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——发射区干氧氧化——QC检查〔tox〕——磷注入——前处理——发射区氧化和再扩散——前处理——POCl3预淀积〔R□〕——后处理——前处理——铝下CVD——QC检查〔tox〕——前处理——氮气退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查〔t Al〕——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——正向测试——五次光刻——QC检查——大片测试——中测编批——中测——中测检查——入中间库。
第四章 硅外延生长
4.2.2 硅外延生长设备
硅
氢气净化系统
外 延
气体输运及控制系统
生
长
加热设备
设
备
反应室
按
•卧式
反
应
•立式
室
分
•桶式
类
反应器：依反应气体流通方向相对于硅片方向可以分为水平 式、垂直式、柱形。
卧式：产量大，设备简单，但生成的外延层的厚度和 电阻率均匀性较差，外延生长时易出现滑移位错及片 子弯曲。
(1)、表面应平整，光亮，没有亮点，麻坑，雾渍和滑移线等表 面缺陷。
(2)、晶体完整性好，位错和层错密度低。对于硅外延来说，位 错密度应低于1000个／cm2，层错密度应低于10个／cm2，同时 经铬酸腐蚀液腐蚀后表面仍然光亮。
(3)、外延层的本底杂质浓度要低，补偿少。要求原料纯度高， 系统密封性好，环境清洁，操作严格，避免外来杂质掺入外延层。
分子束外延MBE
12 2019/10/22
外延生长的特点
(1)可以在低(高)阻衬底上外延生长高(低)阻外延层。 (2)可以在P(N)型衬底上外延生长N(P)型外延层，直接 形成PN结，不存在用扩散法在单晶基片上制作PN结时 的补偿的问题。 (3)与掩膜技术结合，在指定的区域进行选择外延生长， 为集成电路和结构特殊的器件的制作创造了条件。 (4)可以在外延生长过程中根据需要改变掺杂的种类及 浓度，浓度的变化可以是陡变的，也可以是缓变的。
36
硅外延生长基本工艺
硅单晶
置于基座
抽高真空 通高纯H2 恒温反应
定向
烘干
切割
400-500μm
清洗
磨平
抛光
Si02胶体 溶液
加热去除氧化层
第5章 硅外延生长分析
28
扩散层（质量边界层或附面层）：具有反应物浓度梯 度的薄层。
c ( x) ( x) 3 3 / D Pr x 0
44
4.塌边（取向平面）
外延生长后片子边缘部分比中间部分低，形成一圈或一部 分宽1~2mm左右的斜平面，是无缺陷的完整的（111）面。
单晶定向后，用内（外）圆/线切割机切成厚度为 400~550 m的薄片； 磨片机上用金刚砂磨平（倒角）后，再用SiO2胶体 溶液抛光成镜面，制成衬底; 清洗甩（烘）干后，放在基座上； 封闭反应室通高纯H2排除反应室中的 空气； 启动加热系统，调整温度到所需温度。 反应所需的氢气经净化器提纯, 一路 通反应室，另一路通硅源容器, 携带硅 源入反应室。
影响因素
• SiCl4的浓度 • 温度
• 生长动力学过程 • 边界层及其特性 • 动力学模型
• 气流速度
基本工艺
• 衬底晶向
生长机理
8
§5-3-1 硅外延生长用的原料 气相硅外延生长：高温下挥发性强的硅源与氢气发生反应 （氢还原）或热解（热分解），生成的硅原子淀积在硅衬底 上长成外延层。 常使用的硅源: SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3和SiCl4。
1
第五章 硅外延生长
•外延生长概述 •硅衬底制备
•硅的气相外延生长
•硅外延层电阻率的控制 •硅外延层的缺陷
•硅的异质外延
2
§5-1 外延生长概述
外延生长：一定条件下，在经过切、磨、抛等仔细加 工的单晶衬底上，生长一层合乎要求的单晶层方法。 •外延生长用来生长薄层单晶材料，即薄膜（厚度为 几微米） 。
哈工大微电子工艺07外延
H2+SiH2Cl2= Si+2HCl+2H2
模型
2 表面过程—表面反应过程
F2∝e-EA/kT
•先被吸附，分解，Si从衬底获得能量，迁移，
到达低能量的扭转位置，暂时固定下来，等它
被其它原子盖住，成为外延层中原子。一个H
原子和一个Cl结合HCl，离开。
•本质上是化学分解和规则排列两个过程。
速率、温度对结晶类型的影响
1.以Si为衬底，以SiO2或Si3N4为掩膜，在暴露的硅窗口内生长 外延；或在暴露的硅窗口内生长外延，在掩膜生长Poly-Si； 2.同样以Si为衬底，以SiO2或Si3N4为掩膜，在暴露的硅衬底上刻 图形，再生长外延； 3.沟槽出外延生长
横向超速外延（ELO）
7.4.3 SiH4热分解外延
SiH4 → Si（s）+2H2（g） 反应是不可逆的，没卤化物产生，不存在反向腐蚀效
温度影响 压力降低，生长外延层温度下限也降低，T↑，G↑； 问题：易泄漏；基座与衬底间温差大；基座、反应室在减压时放
出吸附气体；外延生长温度低等-----外延层晶体完整性受到一定 影响
7.4.2 选择外延（Selective epitaxial growth SEG）
•外延选择性的实现根据硅在绝缘体上很难核化成膜的特性，在硅 表面的特定区域生长外延层而其它区域不生长的技术。 •利用氧化物表面的高清洁性和源中存在足够的Cl或HCl提高原子 的活动性，Cl↑，选择性↑； •三种类型：
例如， GaAs/Si 、SOI（SOS）等材料就可 通过异质外延工艺获得。
1 异质外延的相容性
衬底与外延层不发生化学反应，不发生大量 的溶解现象；
衬底与外延层热力学参数相匹配，即热膨胀 系数接近。以避免外延层由生长温度冷却至 室温时，产生残余热应力，界面位错，甚至 外延层破裂。
对影响外延片表面质量的若干问题的研究
对影响外延片表面质量的若干问题的研究作者：耿宁佳白春杰谷鹏来源：《科学与信息化》2019年第07期摘要外延片是制作分立器件的基础性材料，在半导体材料的研究和生产过程中发挥着重要的作用。
为了保证半导体材料的质量，提升材料的合格率和利用效率，就需要对基础性材料外延片的质量进行优化和研究。
对外延片而言，其表面质量较为显著，且直接影响到外延片自身的整体质量，因此很有必要对外延片经常出现的表面质量问题，如颗粒、暗点、滑移线等主要问题及其他相关问题进行研究和分析。
本文主要对影响外延片表面质量的主要问题，包括颗粒、暗点和滑移线及其他相关问题进行研究和探讨，并针对上述存在的问题提出针对性的改善措施，以使得我国半导体材料能够更优质的发展。
希望本文能够给相关行业内人员提供一点小小的启发和帮助。
关键词半导体硅外延材料；表面质量；颗粒；暗点；滑移线外延片是制作半导体材料的基础性元件，其表面质量直接影响到分立器件的质量。
因此，对于电子研究人员来说，严格控制好外延片的表面质量有着重要的意义和价值。
在日常的生产实践环节中，我们发现外延片的表面质量问题主要表现在颗粒、暗点以及滑移线方面。
而引起外延片发生表面质量问题的原因也不尽相同，主要有操作、工艺和设备的问题，因此很有必要分析外延片出现表面质量问题背后的原因，以便于更好的分析和解决外延片的表面质量问题。
在操作方面，由于我国部分外延生产设备相对比较陈旧，不少的设备是需要人工进行操作，比较容易受到外界环境的影响。
在操作过程中，由于各种不确定性干扰，在装取片的过程中将会对外延片表面造成损伤，较为容易产生颗粒、划痕等问题。
在工艺方面，工艺参数设计也会对外延片生产的表面质量存在较大的影响。
在设备方面，外延材料的制作过程中对周围环境的干净度要求较高，但现实条件下很难达到绝对的整洁干净。
设备环境也会进一步对外延片的表面质量造成影响。
1 外延片表明的颗粒问题气相沉积法工艺生成硅外延会产生硅的附着，长时间达到一定的厚度就容易撕裂在内表面形成颗粒。
半导体外延炉 节能措施
半导体外延炉节能措施随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，节能减排已经成为各行各业的重要任务。
在半导体行业，外延炉是生产过程中的重要设备之一，其能耗较高，因此采取有效的节能措施对于降低生产成本、提高企业竞争力具有重要意义。
本文将介绍半导体外延炉的节能措施，主要包括以下几个方面：1.优化加热系统加热系统是外延炉的核心部分，优化加热系统可以显著降低能耗。
具体措施包括：（1）采用高效加热材料：如使用高导热系数的加热元件，减少加热元件的功率损失。
（2）优化加热元件布局：合理布置加热元件，确保炉管内温度分布均匀，避免局部过热或过冷。
（3）采用先进的控制算法：如采用PID控制算法，根据温度反馈实时调整加热功率，实现炉内温度的精确控制。
2.减少热损失减少热损失可以从以下几个方面入手：（1）采用隔热材料：在炉管周围和炉门处使用隔热材料，减少热量散失。
（2）加强密封：确保炉管和炉门密封良好，防止热量外泄。
（3）合理安排生产计划：尽量缩短设备空闲时间，提高设备利用率，减少热量散失。
3.精确控温精确控温可以降低能耗并提高外延片的质量。
具体措施包括：（1）采用高精度温度传感器：如使用红外测温仪等高精度温度传感器，实时监测炉内温度变化。
（2）采用先进的控制算法：如采用PID控制算法，根据温度反馈实时调整加热功率，实现炉内温度的精确控制。
（3）定期校准温度传感器：确保温度传感器准确可靠，避免因传感器误差导致能耗增加或外延片质量下降。
4.高效气体流量控制外延炉通常需要使用高纯度气体作为保护气体和反应气体，因此高效的气体流量控制对于节能减排至关重要。
具体措施包括：（1）使用高效的气体流量控制器：采用高质量、高精度的气体流量控制器，确保气体流量稳定可控。
（2）定期校准气体流量控制器：确保气体流量控制器准确可靠，避免因气体流量误差导致能耗增加或外延片质量下降。
（3）优化气体使用方案：根据生产需求合理安排气体使用方案，减少不必要的浪费。
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pe3061外延炉生长滑移线控制工艺分析张彬【摘要】滑移线产生于外延生长过程和升降温过程，片内某些点的应力总值大于外界临界应力总值。
生长过程中伴随着生长应力(机械应力)，升降温过程带有热应力。
生长应力的成因是由于衬底中心到边缘的淀积速率不同导致淀积厚度不均匀。
对于 pe3061型号外延炉来说，它拥有平板炉的厚度均匀性优势，同时也有腔体小、生产周期短、成本低等优点，在生长20～50,μm 厚度的外延片时具有最佳的工作效率及最经济的使用成本。
以104号机台为切入点，对现有的 VDMOS 产品的滑移线问题，采用单一变量法展开试验分析，并加以工艺手段的调节，改善了掺Sb 衬底厚层产品的滑移线缺陷，取得了显著成效。
%A slip line is produced in the epitaxial growth process and temperature rise process,with some points’ stress values greater than the total surrounding critical stress value. Its growth is usually accompanied with growth stress(mechanical stress)and the temperature rising and falling process with heat stress. The growth stress is formed by non-uniform thickness of the deposition,which is due to different deposition rates at both the center and edge of a substrate. For pe3061 type epitaxial furnace,it has advantages of stove plate thickness uniformity,small cavity,short production cycle,low cost and etc.,which enables the best work efficiency and use cost when growing epitaxial wafers of 20~50,µm. This paper takes No. 104,machine as an example to carry out an experimental analysis on the slip line problem of existing VDMOS products through a single variable method. With regulation of the process,Sb-doped substrate slip line thick layer ofdefective products were improved and remarkable results have been achieved.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】2页(P43-44)【关键词】滑移线;衬底;缺陷【作者】张彬【作者单位】中国电子科技集团公司第四十六研究所天津 300200【正文语种】中文【中图分类】O77+10 引言随着半导体行业的蓬勃发展，对于硅外延来说，客户需求量的增大也伴随着外延厂家日新月异的技术推动与技术革新。
[1]对于 pe3061型号外延炉来说，它拥有平板炉的厚度均匀性优势，同时也有腔体小、生产周期短、成本低等优点，在生长20～50,μm 厚度的外延片时具有最佳的工作效率及最经济的使用成本。
鉴于机台的能力出众，如何尽快优化工艺水平、节约成本、增加产量已成为新的矛盾，在近 1个月的工艺调试过程中，除厚度均匀性的调节耗时过长之外，滑移线的问题一直存在且成为了阻碍工艺验收以及新品验证的一大问题。
本文将就pe3061设备掺Sb衬底厚层外延工艺滑移线控制成果做出简要分析。
[2]1 缺陷成因分析滑移线产生于外延生长过程和升降温过程，片内某些点的应力总值大于外界临界应力总值。
生长过程中伴随着生长应力(机械应力)，升降温过程带有热应力。
生长应力的成因是由于衬底中心到边缘的淀积速率不同从而使淀积厚度不均匀。
热应力也是由于单片衬底在片槽各处受热的不均匀而导致的。
[3]pe3061机台的主要影响因素为：①温度爬升过快；②淀积温度过高；③温度曲线不平整，即温场不均衡；④生长速率过快；⑤外延片没有入槽；⑥其他外界环境不达标。
2 试验方案根据滑移线形成的几种情况逐一排查，确定最大影响因子并解决滑移线缺陷。
即调整温场均匀性、降低生长速率、降低生长温度。
[4]温场控制方法为：将温度传感器探头置于反应腔体内，沿径向取一定半径进行测量，12个点多次测量取平均值。
温度的控制源于高频线圈，其中线圈位于反应腔正下方，如图 1所示，线圈高度越高，对应该位置的温度越高。
图1中内圈为152.4,mm片槽，略大于150,mm，外延生长时主参向右。
1、2、3号线圈不可旋动，4～12号线圈为可调线圈，其中4、5、6 号有两个调节旋钮，7、8、10、12 号有 3 个调节旋钮，9和11号有4个调节旋钮。
对于同一台外延炉同一编号的线圈高度需要保持一致，以保证温场均匀性。
由图 1分析，对于152.4,mm 外延片的生长最好使 6、7、8、9的温度趋于一致，相差±5,℃。
在104号机台做了温场试验，数据如表 1所示。
图1 线圈示意图Fig.1 Schematic diagram of coils表1 温场测试Tab.1 Temperature field testN u m 1 N u m 2 N u m 3 相对线圈位置t e m p e r a t u r e p r o f i l e 1,0 8 5.2 6 1,0 9 5.1 9 1,1 1 8.5 2 1 1,0 9 3.1 5 1,0 9 7.3 5 1,1 2 0.7 2 2 1,1 0 4.9 1,1 1 1.6 4 1,1 3 2.3 5 3 1,1 0 6.4 11,1 1 1.2 3 1,1 3 2.0 2 4 1,1 1 3.2 6 1,1 1 5.7 4 1,1 3 2.2 5 5 1,1 1 5.2 6 1,1 1 4.6 8 1,1 3 2.6 3 6 1,1 1 3.1 1 1,1 1 6.3 1 1,1 3 0.1 7 7 1,1 1 6.1 9 1,1 1 6.6 6 1,1 3 2.2 8 1,1 1 6.0 4 1,1 1 3.9 5 1,1 2 7.9 4 9 1,1 1 0.5 8 1,1 1 4.9 4 1,1 2 9.7 7 1 0 1,1 1 0.7 9 1,1 1 0.4 7 1,1 2 6.0 7 1 1 1,1 0 9.3 8 1,1 0 9.4 1,1 2 4.7 8 12其中试验三使用了不同的升温程序，取得了保持不同温度下的温度差异对比，曲线如图2所示。
图2 不同温度的温度升温差异对比Fig.2 Temperature difference contrast可见温度的起伏程度控制在 0.5%,之内，已达到了温场的需求。
接下来的试验采用了单一变量对比的方法，进行了相同生长温度改变硅源流量、相同硅源流量改变生长温度、相同硅源流量相同生长温度改变局部温场的试验，得到了若干试验数据。
3 结果分析①相同的生长温度，硅源流量降低时，淀积速率降低，滑移线长度变短、变稀疏。
②相同的硅源流量，生长温度降低时，滑移线长度变短、变稀疏，淀积速度每降低5,℃有近 1/100的降低。
滑移线的改善效果较改变硅源流量明显。
③相同的生长温度和硅源流量，改变局部温度，滑移线有改善，但伴随着相应部位电阻率的波动，牺牲了电阻率的均匀性，对少量的滑移线有改善效果(只主参对面边缘的少量滑移线)。
4 结论经过七炉调试试验，滑移线长度由 2,cm以上降低到0.5,cm 左右，成功改善了滑移线，掺 Sb衬底厚层外延片的生长温度由单片1,080,℃降低到单片1,065,℃，满布较单片温度降低了20,℃，为1,045,℃，其原因在于设备上显示的是腔内温度探针测量值，1,065,℃为基座温度，1,045,℃为硅片表面温度，腔体内单片时，探针扫描的 80%,为基座温度，而基座温度要高于硅片表面温度，测温探针在满布情况下扫描的温度为硅片表面温度，探针的灵敏度不足以快速区分基座与硅片间隙的温度差，所以才有了温度相差20,℃的这个相对值而不是理论值。
在调整了温场的均匀性后，上述试验结果的 3种方法，即增加有滑移线出现的局部位置温度、降低生长温度、降低硅源流量放缓淀积速度，均有减小滑移线缺陷的作用，其中降低生长温度也有着降低淀积速度的效果，但是速率变化不明显，在温场稳定的条件下，降低生长温度的方法得到的效果要优于其他方法。
在温度降低5,℃时，速率变化不大，延长 100倍的生长时间才会有较明显的影响，认为可以忽略。
相同温度下Source15降低到12时，生长速率由2.015降低到1.819，降低幅度较大，导致生长周期变长，如采用这种方法还需考虑并计算时间及成本。
■参考文献［1］王英，何杞鑫，方绍华.高压功率VDMOS管的设计研制[J].电子器件，2006，29(1)：5-8.［2］Kwong M Y.Series resistance calculation for source/drain extension regions using 2-d device simulation[J].IEEE Trans actions on Electron Devices，2002，49(11)：1882-1886.［3］Zingg R P.On the specific on-resistance of high-voltage and power devices[J].IEEE Transactions on Electron Devices，2004，51(3)：492-499. ［4］赵丽霞，袁肇耿，张鹤鸣.高压 VDMOS用外延片的外延参数设计[J].工艺技术与材料，34(4)：348-350.。