魏建宇，杨 帆，王银海，邓雪华

（南京国盛电子有限公司 江苏 南京 211111）

1 引言

绝缘栅双极晶体管（简称IGBT）是在金属氧化物场效应晶体管和双极晶体管基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS 输入、双极输出功能。IGBT 集双极晶体管器件通态压降小、载流密度大、耐压高和金属氧化物场效应晶体管驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础[1-3]。

本文结合高压IGBT 器件用200mm 硅外延材料的特性要求，从表面缺陷控制、滑移线控制，以及产品电阻率纵向结构分布控制等方面，研究了外延材料制备过程中的各项工艺参数，优化了高压IGBT 器件用大尺寸硅外延片的制备方法。

2 外延制备过程介绍

2.1 外延设备介绍

采用LPE 公司的PE·3061 平板式外延炉进行加工制备，机台结构见图1 所示。

图1 机台结构示意图

2.2 外延原理介绍

将衬底片置放于包有SiC 涂层的高纯石墨基座上，然后放进石英钟罩的反应腔室。使用氢气（H2）作为载体，携带三氯氢硅（SiHCl3）通入反应腔。经过线圈高频感应加热，在反应腔进行高温化学反应，产生硅原子在衬底片表面进行外延生产。

2.3 外延制备方法介绍

选用200mm 掺磷中阻衬底片，先采用小流量气腐工艺条件对衬底片表面做抛光，然后选择多层外延的工艺条件在合适的温度下进行外延生长。硅源采用超高纯三氯氢硅，先生长一层电阻率平坦的外延层，然后采用变掺杂流量的工艺条件生长中间过渡层，最后生长一层高阻外延层。……