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面向存储芯片的先进工艺中选区外延生长技术从选择性外延到埋层外延.docx
资料介绍
面向存储芯片的先进工艺中选区外延生长技术从选择性外延到埋层外延
——从SiGe源漏到埋层导电层的选择性外延工艺
引言
选区外延生长（Selective Epitaxial Growth, SEG）是存储芯片制造中实现局部掺杂和结构优化的关键工艺。在DRAM和NAND闪存中，SEG用于形成嵌入式SiGe源漏、埋层导电层和垂直通道的沟道层。SEG的工艺窗口窄，需要在精确控制温度、压力和气体流量的条件下，在硅窗口上选择性生长外延层，同时在介质层上不生长。本文系统分析面向存储芯片的先进工艺中选区外延生长技术，从选择性外延到埋层外延的工艺优化方案。
外延生长的基本原理
外延生长过程
硅外延生长的基本原理：
1. 源气体：硅的外延生长通常使用SiH₄、SiH₂Cl₂或SiCl₄作为硅源气体，在高温下分解，在硅表面沉积硅原子。
2. 生长温度：外延生长的温度范围从600°C至1100°C，温度越低，生长速率越慢，但掺杂控制更精确。
3. 生长速率：外延生长的速率由温度、压力和气体流量决定，典型速率为0.1μm/min至1μm/min。
选择性外延
选择性外延在硅窗口上生长，在介质层上不生长：
1. 选择性原理：在生长过程中，硅原子在硅表面吸附和迁移，在介质层（SiO₂或SiN）上不吸附或吸附后被刻蚀掉。
2. 选择性气体：在生长气体中加入HCl或Cl₂，刻蚀在介质层上沉积的硅原子，实现选择性。
3. 选择性窗口：选择性外延的工艺窗口由温度、压力和气体比例决定，需要精确控制。
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