碳化硅外延片_硅衬底_晶片—衬底类_半导体原材料_耗材馆

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外延技术简介：

　　外延(Epitaxy, 简称Epi)工艺是指在单晶衬底上生长一层跟衬底具有相同晶格排列的单晶材料，外延层可以是同质外延层(Si/Si)，也可以是异质外延层(SiGe/Si 或SiC/Si等)；同样实现外延生长也有很多方法，包括分子束外延(MBE)，超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)，常压及减压外延(ATM & RP Epi)等等。我公司主要生产广泛应用于半导体集成电路及器件生产中基于硅衬底材料的硅(Si)外延产品。

　　外延工艺中常用三种含硅气体源：硅烷(SiH4)，二氯硅烷(SiH2Cl2, 简称DCS) 和三氯硅烷(SiHCl3, 简称TCS)；同时外延工艺中还需要用到刻蚀性气体氯化氢(HCl)作为外延前的原位腐蚀气体 ;反应中的载气一般选用氢气(H2)。通常在外延生长的同时还需要掺入杂质气体(dopant)来满足一定的器件电学性能。杂质气体可以分为N型和P型两类：常用N型杂质气体包括磷烷(PH3)，而P型则主要是硼烷(B2H6)。

　　一般而言，一项完整的外延工艺包括3个环节：
首先，在1000～1200°C下对硅片进行预处理，包括HCL原位腐蚀及H2烘烤(bake)以去除表面的自然氧化层及硅片表面的杂质等。
第二：外延淀积生长过程。在预处理得到的洁净的硅表面的基础上，淀积一层的跟衬底具有相同晶格排列的单晶薄层。一般外延反应可以看作两大步骤：
1.质量转移，
2.表面反应。

外延反应的化学方程式为（以SiH2Cl2气体为例）

SiH₂Cl₂(v) + H₂(v)→Si(s)+HCl(v) (~1000 °C - 1150 °C)

最后在外延工艺完成以后需要对性能指标进行检测，简单的性能指标包括外延层厚度和电阻率参数测试, 片内厚度及电阻率均匀度(uniformity)，，杂质颗粒(particle)数目以及晶格缺陷（Epi defect）检验。