外延生长装置和外延生长方法
技术领域
本发明涉及外延生长工艺领域，特别涉及一种外延生长装置和一种外延生长方法。
背景技术
电子元件制造对作为衬底的半导体晶片上表面的平整性要求很高，现常用将步进设备在晶片表面所有区域的聚焦能力加入考量的局部平直度SFQR(部位上表面基准的最小二乘方/范围)参数来评价。最大局部平直度SFQRmax的值代表半导体晶片上所有加以考虑的电子元件范围的最大SFQR值。SFQRmax值的降低有利于解决制造电子器件时可能遇到的光刻工艺散焦问题、CMP工艺的抛光均匀性问题以及SOI粘合工艺中的不良粘合问题等等。硅晶片的局部平直度可以利用研磨、抛光等方法优化。
常用的作为衬底的半导体晶片为硅外延晶片，通常是通过外延生长工艺即在硅晶片上以相同的晶体取向并以单晶的方式生长外延层而获得。与不包括该外延层的硅晶片相比，硅外延晶片具有较低的缺陷密度以及较好的抗闩锁能力等优点，适用于在外延层上制造高度集成的电子元件，如微处理器或存储芯片。硅外延晶片的局部平直度与利用外延生长工艺沉积的外延层的均一性有关。
目前制造硅外延晶片是将硅晶片放置在外延装置的腔室中，利用热源进行加热，并向腔室内通入反应气体，反应气体在高温下在晶片表面分解形成硅，进而沉积到硅晶片表面生长而形成外延层，在此过程中，通常使晶片以设定转速在支架(即衬托器或基座)上旋转以使外延层均匀生长。
研究发现，外延层的生长速率与生长取向即硅晶片的晶向有关，具体根据晶向的不同，外延层的生长速率会增大或减小，尤其在晶片的边缘部分，导致了外延层的厚度差异。以直径300mm的硅晶片为例，其上表面例如为(001)晶面，实验数据表明，在距离晶片中心149mm远的边缘部分，对应于晶片的<110>晶向的一定范围内，外延层的厚度在整个晶片表面内较大，而在对应于晶片的<100>晶向的一定范围内，外延层的厚度在整个晶片表面内较小，边缘部分的局部平直度SFQR较大，这会使得硅外延晶片的最大局部平直度SFQRmax较大，造成硅外延晶片的质量变差，亦会引起在制造电子元件时出现问题。
对于上述外延层的局部平直度SFQR较大的问题，已有方法大多是从改变外延生长装置的结构来调节，例如改变进气口的设计或者改变安装晶片的衬托器的设计以期改变气流。但是，调整外延生长装置的结构需要考虑对装置各个功能部件的影响，比较复杂，并且，对于已投入使用的外延装置，其结构难以根据实际工艺状况及时进行调整，缺乏灵活性。
发明内容
本发明提供一种外延生长装置和外延生长方法，目的是改善晶片上形成的外延层的厚度均一性，降低局部平直度(SFQR)，以获得质量较高的外延晶片。
根据本发明的一个方面，提供一种外延生长装置，所述外延生长装置包括生长腔室及位于生长腔室内的衬托器，所述衬托器用于放置晶片并在外延生长过程中带动晶片旋转，所述生长腔室上设置有进气口，所述进气口允许用于在所述晶片上形成外延层的反应气体进入所述生长腔室内；当所述晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且所述外延层在所述较快区比在所述较慢区生长更快时，在外延生长过程中，随着所述晶片的旋转，所述进气口在所述较快区旋转经过时提供的反应气体的进气速率小于在所述较慢区旋转经过时提供的反应气体的进气速率。
可选的，所述进气口提供的反应气体的进气速率以脉冲的形式随时间变化，且所述进气口在所述较慢区旋转经过时提供的反应气体的进气速率为脉冲的峰值。
可选的，所述较快区和所述较慢区在所述晶片的边缘部分沿所述晶片的周向间隔交替分布，所述晶片的边缘部分还包括过渡区，所述过渡区介于相邻的一个所述较快区和一个所述较慢区之间，所述过渡区的晶向使得所述外延层在所述过渡区的生长速率介于所述较快区和所述较慢区之间。
可选的，随着所述晶片的旋转，所述进气口提供的反应气体的进气速率随着所述较快区、所述过渡区、所述较慢区依次旋转至所述进气口而逐渐增加，并且随着所述较慢区、所述过渡区和所述较快区依次旋转至所述进气口而逐渐降低。
可选的，所述晶片为单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、应变硅晶片或者绝缘体上应变硅晶片。
可选的，所述较快区位于晶片的<110>晶向的预定扇面角内，所述较慢区位于晶片的<100>晶向的预定扇面角内。
可选的，所述预定扇面角为0～10度。
可选的，所述反应气体包括SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3和SiCl4中的至少一种。
可选的，所述晶片的旋转速率为40～60转/分钟。
根据本发明的另一方面，提供一种外延生长方法，包括以下步骤：
将晶片放置在外延生长装置的生长腔室中，所述晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且外延生长在所述较快区比在所述较慢区更快，所述生长腔室上设置有进气口；以及使所述晶片旋转并在所述晶片上进行外延生长，其中，通过所述进气口向所述生长腔室内输送反应气体以在所述晶片上形成外延层，在外延生长过程中，所述反应气体在所述较快区旋转经过所述进气口时的进气速率小于在所述较慢区旋转经过所述进气口时的进气速率。
可选的，所述反应气体的进气速率以脉冲的形式随时间变化，且在所述较慢区旋转经过所述进气口时达到脉冲的峰值。
可选的，所述反应气体的进气速率以矩形波、尖脉冲、锯齿波、三角波、正弦波和阶梯波中的一种或者两种以上的组合形式随时间变化。
可选的，所述较快区位于晶片的第一晶向的预定扇面角内，所述较慢区位于晶片的第二晶向的预定扇面角内。
可选的，所述反应气体的进气速率为0～20L/分钟。
本发明提供的外延生长装置，可以对晶片进行外延生长，其生长腔室上设置有进气口，所述进气口允许用于在晶片上形成外延层的反应气体进入生长腔室内，当晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且所述外延层在较快区比在较慢区生长更快时，在外延生长过程中，随着所述晶片的旋转，所述进气口在所述较快区旋转经过时提供的反应气体的进气速率小于在所述较慢区旋转经过时提供的反应气体的进气速率。本发明的外延生长装置，其进气口输入反应气体的速率并不是恒定不变的，而是随着晶片上与生长速率有关的不同晶向区域经过而发生变化，从而可以调节外延层在不同晶向区域的的沉积，有助于获得厚度均一的外延层，降低外延晶片的局部平直度，提高外延晶片的质量。
本发明提供的外延生长方法，首先将晶片放置在生长腔室中，晶片的边缘部分具有晶向不同的较快区和较慢区且外延生长在所述较快区比在所述较慢区更快，所述生长腔室上设置有进气口，然后使晶片旋转并进行外延生长，在外延生长过程中，反应气体在晶片的较快区旋转经过进气口时的进气速率大于在晶片的较慢区旋转经过进气口时的进气速率。通过调节反应气体的进气速率，有助于对由于晶向不同而导致的外延生长速率变化的状况进行反向调节，即对外延生长慢的较慢区相对增加反应气体供应，而对外延生长快的较快区相对减少反应气体供应，进而改善在晶片上沉积的外延层的厚度均一性，降低外延晶片的局部平直度，有助于提高外延晶片的质量。本发明提供的外延生长方法可以在不改变外延生长装置的结构的条件下达到提高外延晶片的质量，调节灵活性高。
附图说明
图1是本发明实施例中硅晶片的晶向示意图。
图2是本发明实施例中硅晶片上较快区和较慢区的分布示意图。
图3是本发明实施例的外延生长装置的局部剖面示意图。
图4是本发明实施例的外延生长方法的流程示意图。
图5是本发明实施例的外延生长方法中反应气体的进气速率曲线。
附图标记说明：
10-生长腔室；11-进气口；20-衬托器；21-凹槽；30-晶片。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的外延生长装置和外延生长方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例。
半导体晶片的制造工艺中，切割形成的半导体晶片通常经过研磨步骤，例如磨削或研磨，使机械敏感边缘变圆，然后进行抛光和清洗，之后在外延生长装置中在晶片的上表面气相生长形成外延层。
在外延生长工艺中，半导体晶片例如硅晶片被放置在外延生长装置中以一定的速率旋转，并进行加热，反应气体(例如TCS，三氯硅烷)作为源气体输送至硅晶片表面，在约600至1250℃的温度下分解成硅及挥发性的副产物，并在硅晶片上外延生长形成硅的外延层。所述外延层可以是非掺杂的，或者是采用合适的掺杂气体针对性地用硼、磷、砷或锑进行掺杂的，以调节导电类型以及电阻率。
为了提高通过外延生长在半导体晶片上形成的外延层的厚度均一性，尤其是优化边缘部分的局部平直度，以降低外延晶片上的最大局部平直度值SFQRmax，通常采用调整外延生长装置的结构例如改变衬托器的设计来进行优化，然而，调整外延生长装置的结构需要考虑对装置各个功能部件的影响，并且，由于在生产中根据实际工艺状况及时调整装置的结构设计的难度较高，这种方法的灵活性较差。
图1是本发明实施例中硅晶片的晶向示意图。参照图1，硅晶片的上表面通常为{100}晶面族中的一个晶面，因而后续在硅晶片上经外延生长后形成的外延层的上表面也为{100}晶面族中的一个晶面，图1中以硅晶片的上表面为(100)晶面为例。依照晶片的半径方向，晶片的不同的晶向沿圆周呈周期性分布，如图1中每隔90度均出现一次晶向<110>，晶向<110>以顺时针或者逆时针旋转45度(45°)则为晶向<100>。
研究表明，半导体晶片例如硅晶片的外延层的生长速率与晶向有关，依照晶向不同(即外延层的生长取向不同)，外延层的生长速率会间隔地增大或减小，这种依赖关系在晶片上表面的边缘部分表现明显。以图1所示的硅晶片为例，边缘区域的外延层选择性地在晶片的晶向<110>的一定扇面角内生长较快，而在晶片的晶向<100>的一定扇面角内生长较慢，在晶向<110>和晶向<100>之间的晶向(图中未示出)范围内，外延层整体较晶向<110>角度内的生长减慢而较晶向<110>角度内的生长加快。这种外延层的生长速率与晶向有关的规律不是硅晶片的外延生长工艺所独有，在其它半导体晶片的外延生长中理应也存在。因此，虽然本实施例主要以硅晶片为例进行描述，但应当理解，本发明的构思和内涵同样适用于其它半导体晶片的外延生长工艺。示例的，以下所描述的半导体晶片可以是单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、应变硅晶片或者绝缘体上应变硅晶片等，半导体晶片的材质也可以采用其它元素例如锗的晶体。
图2是本发明实施例中硅晶片上较快区和较慢区的分布示意图。参照图2，由于硅晶片上边缘部分的外延层的生长速率与晶片的晶向即生长取向有关，当硅晶片在旋转状态下进行外延生长时，对应不同晶向的一定角度内存在沿周向分布的外延层生长较快的较快区Ⅰ、外延层生长较慢的较慢区Ⅲ以及生长速率介于较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ之间的过渡区Ⅱ。如果不作调整，由于边缘部分这几个位置的外延层生长速率的不同，会引起较为明显的外延层厚度差异，这会造成晶片平整性变差以及外延晶片的质量和成品率下降的问题。因而，需要对晶片上外延生长速率有差异的区域尤其是较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ的生长厚度差异进行调整。
以下首先介绍本实施例的外延生长装置。本实施例的外延生长装置对于上述的外延层生长速率的差异，使进气口提供的反应气体的进气速率随着晶片的转动而调整，可以达到调节外延层厚度的目的，并且可以不改变外延生长装置的构造，相较于改变衬托器结构的方法，调整反应气体的供应具有较高的灵活性。
图3是本发明实施例的外延生长装置的局部剖面示意图。参照图2和图3，本实施例的外延生长装置包括生长腔室10(仅示出部分)及位于生长腔室10内的衬托器20(仅示出部分)，所述衬托器20用于放置晶片30并在外延生长过程中带动晶片30旋转，衬托器通常带动晶片30以自身中心线为轴在水平面内旋转。所述晶片30具有不同的晶向，从而边缘部分包括依照晶向生长差异所区分的较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ，即在晶片30上沉积的外延层在所述较快区Ⅰ比在所述较慢区Ⅲ生长更快。所述生长腔室10上设置有用于向生长腔室10内输送反应气体的进气口11，所述反应气体用于通过气相沉积在所述晶片30上表面形成外延层，具体的，在外延生长过程中，随着所述晶片30的旋转，所述进气口11在所述较快区Ⅰ旋转经过时提供的反应气体的进气速率小于在所述较慢区Ⅲ旋转经过时提供的反应气体的进气速率。
本实施例以硅晶片为例，结合图1，由于外延层的生长速率与硅晶片的晶向有关，因而根据晶向生长差异，硅晶片的边缘部分包括周期性分布的所述较快区Ⅰ、过渡区Ⅱ、较慢区Ⅲ，同一周期内包括一个所述较快区Ⅰ、一个较慢区Ⅲ以及两个过渡区Ⅱ，并且较快区Ⅰ、过渡区Ⅱ、较慢区Ⅲ以及过渡区Ⅱ的顺序沿周向依次连接，相邻两个周期相差90度。上述晶片边缘部分的较快区Ⅰ可以设置为晶片30边缘部分的<110>晶向的预定扇面角范围，较慢区Ⅲ可以设置为晶片30边缘部分的<100>晶向的预定扇面角范围，过渡区Ⅱ可以设置为介于较快区Ⅰ和所述较慢区Ⅲ之间的晶片上表面边缘区域。边缘部分可以根据晶片的规格以及实验数据具体设置，例如对于300mm直径的硅晶片，可以将距中心点在145mm～150mm的区域作为晶片的边缘部分。每个区间的具体范围大小可以根据类似结构的外延装置进行常规外延生长工艺(外延生长过程中反应气体以稳定的进气速率被输入工艺腔室)的实验数据进行设定，例如可以将晶片的边缘部分内厚度超过平均厚度5％的范围定义为较快区Ⅰ，而将厚度低于平均厚度5％的范围定义为较慢区Ⅲ，所述较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ的厚度差异主要是由于晶向不同导致的。作为示例，所述较快区Ⅰ可以在以<110>晶向为中心线的的±5度范围内设置，所述较慢区Ⅲ可以在以<100>晶向为中心线的±5度范围内设置，即所述较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ所在的扇面角均可以在0～10度范围。
衬托器20可以由石墨、碳化硅或者石英制成。在外延生长工艺中，晶片30通常固定于衬托器20上的凹槽21内，凹槽21的边缘上表面可以高于晶片30的上表面或者与之齐平。凹槽21的形状也可以是考量气体流动的因素之后的特殊形状，例如凹槽21的底面可以设计成一定斜率的斜面，以通过改变气流的阻力来调整外延层的生长速率。另外，外延生长装置在生长腔室10的上下方可以设置有加热部件，以对生长腔室10内的晶片30以及反应气体进行加热，促使反应气体分解而在晶片30上进行气相沉积形成外延层。本实施例的衬托器和加热部件可以采用公知的设计。
外延生长装置的生长腔室10的腔壁上可以设置不止一个的进气口，以在外延生长工艺中从腔室外部向生长腔室10内输送包括反应气体(即源气体)和载气的工艺气体。针对硅晶片的外延生长工艺用到的反应气体可包括硅烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2，DCS)、三氯硅烷(SiHCl3，TCS)或四氯硅烷(SiCl4)等硅类化合物气体，H2(氢气)或惰性气体可以被用作载气，载气主要起稀释反应气体的作用，工艺气体内还可以包括微量的掺杂剂气体，例如B2H4。本实施例中反应气体例如是三氯硅烷，简称TCS，载气例如是H2。工艺气体中的多种气体可以通过一个进气口输送，也可以分为不同的进气口输送，此外，生长腔室上还可以设置用于输送刻蚀气体(例如气态HCl)的进气口，刻蚀气体用于对放置在衬托器上的晶片进行预处理，以及对移除晶片后的衬托器进行处理，以去除多余的沉积物。
本实施例中，外延生长装置的生长腔室10上设置的输送反应气体的进气口11可以设置为仅允许反应气体进入生长腔室10，也可以设置为允许包括其它气体的混合工艺气体进入生长腔室10，并且，进气口11所提供的反应气体并非是持续性的保持恒定的进气速率，而是在外延生长过程中根据旋转经过的晶片30的区域不同而调节进气速率，若进气口11还输送其它工艺气体，则其它气体可以是连续输送也可以依照与反应气体类似的进气速率变化进行输送。在另一实施例中，生长腔室10上可以设置有不止一个允许反应气体进入生长腔室的进气口，在外延生长过程中，有的进气口提供的反应气体具有稳定的进气速率，而其中进气口11是在外延生长过程中根据所面对的晶片30的区域不同所提供的反应气体的进气速率发生变化。腔壁上的多个进气口可以按照一定角度和间距设置。
本实施例中，进气口11与晶片30边缘的水平距离L例如约5cm～15cm，进气口11的下边缘距离衬托器20的凹槽21的上表面之间的垂直距离H例如约1mm～10mm。在实际应用中进气口11的设置主要考虑使反应气体较均匀地输送至晶片上表面。
本实施例的外延生长装置，进气口11提供的反应气体(例如TCS)的进气速率(或流速)的范围约0～20L/分钟，在该范围内反应气体的进气速率根据旋转经过进气口11的晶片30的区域不同而发生变化，使得进气口11允许通过的反应气体的量随着晶片30的旋转也在增大或减小。为了弥合反应气体在分解并在晶片30上外延生长的过程中在晶片30的边缘部分由于晶向不同而产生的外延生长速率差异，本实施例中，所述进气口11在晶片30的较快区Ⅰ旋转经过时提供的反应气体的进气速率小于在晶片30的较慢区Ⅲ旋转经过时提供的反应气体的进气速率，从而使反应气体对较快区Ⅰ的供应量小于在较慢区Ⅲ的供应量，具有调节较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ的外延生长速率的作用，便于达到提高外延层的厚度均一性的效果。
作为示例，可以将晶片30旋转过一个晶向周期(本实施例包括相邻连接的较快区、过渡区、较慢区以及过渡区)的时间作为反应气体的一个输送周期，其中，当晶片边缘部分的较快区Ⅰ旋转经过进气口11时(即较快区Ⅰ的晶片边缘面对进气口11下方的腔壁时)，进气口提供的反应气体的进气速率在一个输送周期内达到最小，以减少反应气体的供应量(例如减小TCS分解后形成的硅元素)，从而降低外延层在较快区Ⅰ的沉积厚度，而当晶片边缘部分的较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时，进气口提供的反应气体的进气速率在一个输送周期内达到最大，以增加反应气体的供应量，从而提高外延层在较慢区Ⅲ的沉积厚度。
为了使进气口11提供的反应气体的进气速率在较快区Ⅰ旋转经过进气口11时的值小于在较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时的值，进气口11提供的反应气体的进气速率可以按照脉冲的形式随时间变化，并且使得在较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时，进气口11提供的反应气体的进气速率为脉冲的峰值。具体可采用的脉冲形式可以是矩形波、尖脉冲、锯齿波、三角波、正弦波和阶梯波中的一种或者两种以上的组合。参照图2，本实施例中，晶片30旋转一圈的时间内(即一个旋转周期内)旋转经过进气口11的区域包括四个较快区Ⅰ、四个较慢区Ⅲ以及介于它们之间的八个过渡区Ⅱ，从而在每个旋转周期内，进气口11提供的反应气体的进气速率可以根据较慢区Ⅲ旋转经过进气口11的时间点分别按照四个脉冲的方式变化。脉冲频率可以在1Hz～200Hz范围内变化，具体取值可以根据晶片的晶向以及旋转速率而定，作为示例，晶片30的旋转速率约40～60转/分钟。另外，考虑到进气口11和晶片30的距离以及反应气体从进气口到达晶片所经过的时间，进气口11提供的反应气体的输送脉冲的开始时间可以较晶片30的较慢区Ⅲ旋转到进气口时略微提前一段时间(例如约0.05s～1s)，并达到在较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时，进气口11提供的反应气体的进气速率为脉冲的峰值的效果。
为了使提供的反应气体在较快区Ⅰ旋转经过进气口11时的进气速率小于在较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时的进气速率，所述反应气体也可以按照连续变化的形式进行输送，具体的，在外延生长过程中，随着晶片30的旋转，进气口11提供的反应气体的进气速率随着所述较快区Ⅰ、所述过渡区Ⅱ、所述较慢区Ⅲ依次旋转至所述进气口11而逐渐增加，并且随着所述较慢区Ⅲ、所述过渡区Ⅱ和所述较快区Ⅰ依次旋转至所述进气口11而逐渐降低。反应气体的进气速率的逐渐增加或减少可以采用线性或非线性方式。
可见，本实施例的外延生长装置，通过适应于旋转中的晶片的晶向变化而设置进气口提供的反应气体的进气速率发生变化，以对由于晶向不同而导致的外延生长速率变化的状况进行反向调节，具体对外延生长慢的较慢区相对增加反应气体供应，而对外延生长快的较快区相对减少反应气体供应，具有稳定外延层的沉积速率的效果，从而有助于获得厚度均一的外延层，降低获得的外延晶片的局部平直度，提高外延晶片的质量。此外，对于晶片边缘部分的过渡区Ⅱ，由于该区域的外延层的生长速率介于较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ之间，因而进气口11在过渡区Ⅱ旋转经过进气口11时提供的反应气体的进气速率可以取介于在较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时提供的反应气体的进气速率之间的值。当然，根据过渡区Ⅱ范围内的晶向不同且外延生长速率不同的每个较小的区域，进气口11在在每个较小的区域旋转经过时，提供的反应气体的进气速率也可以利用上述调节方式作进一步调节。
利用上述外延生长装置，在晶片30边缘部分的较快区Ⅰ，外延层的生长一方面由于晶向的关系而加快，但另一方面由于进气口11提供的反应气体的进气速率较小而沉积量减小，有助于抑制较快区Ⅰ由于生长较快而导致的厚度增加趋势，使该区域的外延层按照整个晶片范围内的平均生长速率生长。类似的，在晶片30边缘部分的较慢区Ⅲ，外延层的生长一方面会由于晶向的关系而减慢，但另一方面由于进气口11提供的反应气体的进气速率较大而沉积量增加，有助于抑制较慢区Ⅲ由于生长较慢而导致的厚度减小趋势，使该区域的外延层按照整个晶片范围内的平均生长速率生长。
以下介绍本实施例的外延生长方法。图4是本发明实施例的外延生长方法的流程示意图。参照图1至图4，本实施例还包括一种外延生长方法，包括：
第一步骤S1：将晶片30放置在外延生长装置的生长腔室10中，所述晶片30的边缘部分具有晶向不同的较快区Ⅰ和较慢区Ⅲ且外延生长在所述较快区Ⅰ比在所述较慢区Ⅲ更快，所述生长腔室上设置有进气口11；
第二步骤S2：使所述晶片30旋转并在所述晶片30上进行外延生长，其中，通过所述进气口11向所述生长腔室10内输送反应气体以在所述晶片30上形成外延层，在外延生长过程中，所述反应气体在所述较快区Ⅰ旋转经过所述进气口11时的进气速率小于在所述较慢区Ⅲ旋转经过所述进气口11时的进气速率。
本实施例的外延生长方法中采用了与上述外延生长装置相同的构思，即通过将晶片30放置在外延生长装置中的衬托器20上，并使晶片30随衬托器20旋转，然后反应气体经生长腔室10上的进气口11进入反应腔室10，以进行外延生长工艺(所述外延生长工艺还可包括一些常规的步骤，例如加热)。其中，晶片30在外延生长过程中随着衬托器20旋转，从而朝向进气口11的晶向周期性地发生着变化，例如图2中晶向不同的较快区Ⅰ、过渡区Ⅱ以及较慢区Ⅲ会周期性地旋转经过进气口11，本实施例的外延生长方法根据经过进气口11的晶片30的区域不同，反应气体的进气速率发生了变化，具体反应气体在所述较快区Ⅰ旋转经过所述进气口11时的进气速率小于在所述较慢区Ⅲ旋转经过所述进气口11时的进气速率，以对由于晶向不同所引起的外延层的生长厚度差异进行调整。
图5是本发明实施例的外延生长方法中反应气体的进气速率曲线。参考图5，在外延生长工艺中，传统的外延生长方法采用的是连续输送反应气体的方式，而本实施例的外延生长方法，反应气体会采用根据经过进气口的边缘区域不同(即生长晶向不同)，进气速率发生了相应的变化。具体在一个旋转周期内，在晶片30边缘部分的较快区Ⅰ旋转经过进气口11时，反应气体的进气速率相对较小，以减少反应气体的分解量，从而降低外延层在较快区Ⅰ沉积的厚度，而在晶片30边缘部分的较慢区Ⅲ旋转经过进气口11时，反应气体的进气速率相对较大，以增加反应气体的分解量，从而提高外延层在较慢区Ⅲ沉积的厚度，从而有助于获得厚度均一的外延层，降低外延晶片的局部平直度，提高外延晶片的质量。本实施例的提供的外延生长方法可以在不改变外延生长装置的结构的条件下达到提高外延晶片的质量，调节灵活性高。
需要说明的是，本说明书实施例采用递进的方式描述，对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的结构相对应，相关之处互相参照即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
