21世纪的微电子技术仍将以硅为主流。硅外延材料为半导体硅器件特别是各类硅集成电路的发展提供了坚实、可靠的物质基础,支撑着当代微电子产业的持续发展。而外延材料的制造水平则成为世界各国集成电路产业是否独立自主的重要标志。P/P+硅外延片主要应用在超大规模集成电路和功率器件中,现在已经越来越受到人们的重视。随着衬底直径的增大,P型重掺衬底上生长的外延层的电阻率和厚度的均匀性却越来越难以控制。如何从工艺优化的角度去改善外延层的电参数已成为器件制造过程中的重要课题。本文分析了外延的生长原理和生长工艺,研究了影响外延生长速度和外延片质量参数的关键要素。通过改变反应气体中硅源流量、氢气流量及生长温度来观察硅外延生长速度的变化,发现硅片内热场分布不均匀是影响P/P+硅外延片厚度均匀性的重要因素。采用温度补偿方法,抑制了热场分布不均匀的影响,提高了P/P+硅外延片的厚度均匀性,使P/P+硅外延片的厚度均匀性控制在1%以内。P/P+硅外延片电阻率均匀性差的重要原因是衬底杂质的固态扩散和自掺杂现象。本文采用两步生长法有效抑制了自掺杂效应并提高了P/P+硅外延片的电阻率均匀性,使P/P+硅外延片的电阻率均匀性可以控制在2.5%以内。本文在进行两步硅外延生长工艺中发现本征厚度与外延层电阻率和厚度有一定的关系,通过工艺实验,明确了三者之间的变化趋势。