表面外延過程
發布時間:2017/5/9 21:41:45 訪問次數:4075
此 表面外延過程示意圖如圖⒊6所示。氣相質LD1117S18TR量傳遞到達襯底表面的sH1分子被襯底吸附,見圖⒊6巾的1;由于襯底溫度高,使得襯底吸附的SiFI4分解成為1個⒊原子和4個H原子,見圖⒊6中的2;分解出的s原子從襯底獲得能量,在襯底表面遷移,見圖36中的3;si遷移到達能量較低的角落.見圖36中的4;最終,⒊遷移到達襯底的低能量突出部位――結點位置(kink po““on)暫時固定下來,見圖36中的5。在結點位置s原子與襯底有3 個面接觸,可以形成兩個s←―⒊共價鍵,比在與襯底有1~2個面接觸僅可能形成一個⒏―s共價鍵的位置3和位置4的能量低,所以逗留時間也就相對地長,當被繼續吸附→分解→遷移來的其他⒊原子覆蓋住時,就成為外延層中的一個s原子了。而兩個H原子在襯底遷移時相遇.結合成為H2氣體分子,從襯底表面解吸離開,見圖⒊6中的6。當然,岜有s成分子被臺面吸附,見圖⒊6中的7,若臺面很清潔,分子不穩定.很容易被主流氣體吹走。
⒊H1表面外延過程實質上包含了吸附、分解、遷移、解吸這幾個環節。表面外延過程表明外延生長是橫向進行的,是在襯底臺階的結點位置發生的。因此,在將硅錠切片制備成外延襯底時,一般硅片表面都應偏離主晶面一個小角度。目的就是為了得到原子層階和結點位置,以利于表面外延生長。例如,〈1n〉晶向外延用硅片,在由晶錠切割制備硅片時,硅表面實際偏離(111)晶面.
外延過程中,襯底基座的高溫可以保證被襯底吸附的外延劑的化學反應(如⒊H4的分解反應)在襯底表面進行,且生成的硅原子可以從高溫襯底獲取能量快速遷移擴散,并規則地排列成與襯底晶向一致的外延層,而生成物氣體分子也易于從高溫襯底上解吸離開。常壓外延采用的反應器都是只對基座加溫的冷壁式反應器,這也是為了使外延劑分子不會在輸運過程中囚反應室溫度過高而發生化學反應,從而避免氣相反應生成的硅原子快速地淀積在襯底上,無規則地生長成非晶或多晶硅膜。
此 表面外延過程示意圖如圖⒊6所示。氣相質LD1117S18TR量傳遞到達襯底表面的sH1分子被襯底吸附,見圖⒊6巾的1;由于襯底溫度高,使得襯底吸附的SiFI4分解成為1個⒊原子和4個H原子,見圖⒊6中的2;分解出的s原子從襯底獲得能量,在襯底表面遷移,見圖36中的3;si遷移到達能量較低的角落.見圖36中的4;最終,⒊遷移到達襯底的低能量突出部位――結點位置(kink po““on)暫時固定下來,見圖36中的5。在結點位置s原子與襯底有3 個面接觸,可以形成兩個s←―⒊共價鍵,比在與襯底有1~2個面接觸僅可能形成一個⒏―s共價鍵的位置3和位置4的能量低,所以逗留時間也就相對地長,當被繼續吸附→分解→遷移來的其他⒊原子覆蓋住時,就成為外延層中的一個s原子了。而兩個H原子在襯底遷移時相遇.結合成為H2氣體分子,從襯底表面解吸離開,見圖⒊6中的6。當然,岜有s成分子被臺面吸附,見圖⒊6中的7,若臺面很清潔,分子不穩定.很容易被主流氣體吹走。
⒊H1表面外延過程實質上包含了吸附、分解、遷移、解吸這幾個環節。表面外延過程表明外延生長是橫向進行的,是在襯底臺階的結點位置發生的。因此,在將硅錠切片制備成外延襯底時,一般硅片表面都應偏離主晶面一個小角度。目的就是為了得到原子層階和結點位置,以利于表面外延生長。例如,〈1n〉晶向外延用硅片,在由晶錠切割制備硅片時,硅表面實際偏離(111)晶面.
外延過程中,襯底基座的高溫可以保證被襯底吸附的外延劑的化學反應(如⒊H4的分解反應)在襯底表面進行,且生成的硅原子可以從高溫襯底獲取能量快速遷移擴散,并規則地排列成與襯底晶向一致的外延層,而生成物氣體分子也易于從高溫襯底上解吸離開。常壓外延采用的反應器都是只對基座加溫的冷壁式反應器,這也是為了使外延劑分子不會在輸運過程中囚反應室溫度過高而發生化學反應,從而避免氣相反應生成的硅原子快速地淀積在襯底上,無規則地生長成非晶或多晶硅膜。
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