【摘 要】
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传统的功率器件一直是用纵向的低掺杂漂移层作为耐压支持层,但近年来,一种称为“超结”的CoolMOS器件逐渐流行,这种“超结”结构很好地解决了击穿电压和导通电阻之间的矛盾,它典型的特征是使用横向的PN交替结构作为耐压支持层。要实现这种“超结”结构只有通过外延来实现,目前业内主要采用两种外延方式,即多层外延工艺技术和深槽填充外延工艺技术（multi-EPI和Trench-Fill）。硅外延工艺在整个C
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传统的功率器件一直是用纵向的低掺杂漂移层作为耐压支持层,但近年来,一种称为“超结”的CoolMOS器件逐渐流行,这种“超结”结构很好地解决了击穿电压和导通电阻之间的矛盾,它典型的特征是使用横向的PN交替结构作为耐压支持层。要实现这种“超结”结构只有通过外延来实现,目前业内主要采用两种外延方式,即多层外延工艺技术和深槽填充外延工艺技术（multi-EPI和Trench-Fill）。硅外延工艺在整个CoolMOS器件中扮演着至关重要的作用,因其相对于普通的硅外延技术,CoolMOS产品中的硅外延工艺,需要在掺杂控制,对位标记控制,外延温度场均匀性控制以及缺陷控制上有更高的要求。本文重点阐述了目前业内比较常用的硅外延炉及其工艺原理,并对外延工艺的要求及质量表征方式进行了说明。设计了CoolMOS外延工艺中不同外延参数的验证实验,来研究这两种方式中外延管控的关键点。研究结果表明:（1）光刻对位标记畸变控制:温度越高、生长速率越低,光刻对位标记畸变越小。同时外延的主氢气流量也有一定的影响,针对ATM的腔体来讲,我们建议设置在40-60slm/min。（2）外延电阻率均匀性控制、器件上饱和漏源电流控制:都与外延的温度场直接相关,需要控制均匀的外延温度分布（片内温度差异小于5℃）。（3）B-DOSE的loss效应管控:需要严格控制外延的生长过程（特别是高温段的热过程）和HCL抛光量的使用（定期进行HCL抛光量的监控）。（4）击穿电压（BVDSS）和雪崩能量（EAS）控制:实验显示当PN浓度比达到65%左右时,达到浓度平衡点。此时BVDSS最高,但EAS能力是随着PN浓度比上升成线性上升关系。要得到较好的EAS能力,需要更高的boron浓度。（5）深槽填充完整性控制:外延填槽的生长速率并不是越快、越慢最好,需要严格控制硅源流量与HCL流量的配比,达到一个最优的配比。（6）外延晶格缺陷管控:外延晶格缺陷很大程度在PW后的硅表面损伤,可以通过控制注入量或者通过把高剂量的PW工序移到外延后来实现。（7）外延电阻率稳定性控制:因HCL参与反应,深槽填充工艺需要确保气体纯度,必须对HCL进行纯化处理。
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