硅源無(wú)須還原劑,通過(guò)自身分解就生成了⒊和H2,夕卜延氣體中的H2只是用來(lái)作為稀釋氣體。sH1可以在低于900℃的溫度下生長(zhǎng)很薄的外延層,LD1117S50TR而且有較高的生長(zhǎng)速率,也是當(dāng)前采用較多的外延硅源。另外,新硅源s2H6是一種在低溫外延中使用的硅源,目前應(yīng)用得還不多。

   反應(yīng)劑濃度對(duì)生長(zhǎng)速率的影響

   外延氣體中硅源濃度越高,質(zhì)量傳遞到達(dá)襯底表面的外延劑也就越多,表面外延過(guò)程也就越快, 外延生長(zhǎng)速率理所當(dāng)然地就提高了。但實(shí)際上并不是反應(yīng)劑濃度高外延生長(zhǎng)速率就一定高。

   圖38所示是硅源為slC1時(shí),實(shí)測(cè)得到⒊C1在H2中的摩爾濃度與外延生長(zhǎng)速率的關(guān)系曲線。當(dāng)⒏C11濃度很低時(shí),增加其濃度直至A點(diǎn),質(zhì)量傳遞到達(dá)襯底表面的SiC增多,表面外延過(guò)程加快,外延生長(zhǎng)速率也就提高了;而后再繼續(xù)增加⒊C14濃度,盡管生長(zhǎng)速率繼續(xù)提高,但表面外延過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)釋放硅原子速度大于硅原子在襯底表面的排列速度,這樣生長(zhǎng)的是多晶硅,此時(shí)硅原子在襯底表面的排列速度控制著外延生長(zhǎng)速率;進(jìn)一步增大濃度到達(dá)B點(diǎn),再增加⒏Cl】濃度,生長(zhǎng)速率反而開(kāi)始減小,這是由于sC11的H2還原反應(yīng)是可逆的;當(dāng)H2中SiCL摩爾分?jǐn)?shù)增至大于0,28時(shí),只存在⒏的腐蝕反應(yīng)

了。因此,采用⒏C14為硅源時(shí),通常控制其在對(duì)襯底無(wú)腐蝕的低濃度區(qū),外延生長(zhǎng)速率大約為1um/min。

   以sH1為硅源時(shí),⒊Hl在載氣氫中的濃度也存在臨界值,sH1濃度超過(guò)與溫度相關(guān)的臨界值時(shí),⒏H1在氣相中就將發(fā)生分解反應(yīng),生成細(xì)小硅粒,并淀積到襯底上,而不是在襯底上發(fā)生分解反應(yīng),所以得不到單晶硅外延層。