吕 婷，李明达，陈 涛

（中国电子科技集团公司第46研究所，天津 300220）

1 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]。近年来，随着微波功率MOS器件和光电探测器件使用量的快速增加，以及对器件性能的要求不断提高，对高质量硅外延片的需求也愈发迫切。但目前国内外延厂商研制6英寸（152.4 mm）P型硅外延片还处于起步阶段，在缺陷密度、均匀性、过渡区宽度等外延材料的性能控制上与国外材料存在较大差距，尚不能满足器件需求，而国外外延厂商在6英寸P型硅外延片上已实现低缺陷、高均匀性等关键技术的突破，进入量产阶段，但价格昂贵，时刻面临国内禁运的风险，已不能满足国内微波功率MOS器件和光电探测器件厂商的需求。外延片表面积的增大决定着厚度/电阻率均匀性的控制技术尤为关键。厚度的一致性直接影响器件工艺的光刻聚焦精度；电阻率的一致性直接影响器件输出电压幅度和导通电阻的稳定性，都影响器件的性能和可靠性[4]。

采用CVD（化学气相沉积）技术在6英寸重掺B的硅衬底上制备高均匀性的P型外延层较为困难，这里包含两个原因：（1）外延片的外延层掺杂浓度（～l015cm-3）与衬底的掺杂浓度（～l018cm-3）相差3个数量级，在掺杂浓度较低的中高阻外延片的生长过程中，轻微的自掺杂都会严重影响外延层的电阻率均匀性，硼原子作为掺杂剂，半径小、质量轻，同P、As、Sb等元素比较，在流动气体中相对扩散距离较大，更容易到达反应腔器壁、石墨基座等的表面，并被大量吸附。……