[发明专利]多晶硅栅的沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种多晶硅栅的沉积方法。

背景技术

随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，在半导体的制造流程中，多次涉及薄膜的沉积。

薄膜的沉积都是在炉管中进行的，以多晶硅栅的沉积为例，可将晶圆放置在炉管中，并向炉管内通入反应气体，例如硅烷，从而在晶圆表面沉积一层多晶硅栅。

为了对现有技术中的多晶硅栅的沉积方法进行清楚地说明，首先对炉管进行简单介绍。

图1为炉管的剖面结构示意图。如图1所示，主要包括：加热器(Heater)、由石英构成的反应腔(Quartz tube)、底盖(Cap)以及晶舟(Boat)，其中，各部分均是可拆卸的。

底盖和晶舟相连，并能在外界驱动系统(未图示出)的驱动下带动晶舟上下移动；晶舟用于装载晶圆，通常，一次可装载一批晶圆，一批晶圆包括100～150片，如图1所示，每个格子上可放置一片。当需要装载晶圆时，底盖带动晶舟向下移动，离开反应腔，晶圆装载完毕，底盖带动晶舟向上移动，进入到反应腔内，并和反应腔一起构成密闭结构。另外，反应腔上设置有进气口和出气口，用于输入反应所需气体和排出废气。

加热器位于反应腔外，用于对反应腔进行加热。在大多数炉管的设计中，加热器的主体部分呈现圆柱形状，并采用石棉等材料制成的顶盖封住顶部。通常，加热器的主体部分的最外层由不锈钢材料制成，中间是一层绝热层，主要是为了防止反应腔内的温度向外扩散，绝热层里面为加热电路，由环绕在绝热层内壁上的电阻丝等构成。

为了使加热更为均匀，加热器按照从上到下的顺序分为4或5个温区(Zone)，每个温区的加热电路相互独立，互不干扰，分别用于对反应腔内的不同区域进行加热。如图2所示，图2为加热器的不同温区的示意图。假设共分为A、B、C、D、E 5个温区；可以看出，虽然对于不同的温区来说，其不锈钢层和绝热层是连接在一起的，但是加热电路是完全独立的。按照从上到下的顺序，这5个温区分别用于加热反应腔的上部、上中部、中部、中下部以及下部5个不同的区域。

另外，通常，每个温区均可设置一个温度控制器(未图示出)，其厚度与加热器的不锈钢层加绝热层的厚度基本相同，可从加热器外壁伸入到内壁侧，用于检测每个温区的温度并反馈给控制系统，以便系统根据需要对每个温区的温度进行调整。

需要说明的是，图1所示仅为一种可能的炉管结构，在实际应用中，根据实际需要的不同，炉管中可能还会包括其它组成部分，由于与本发明所述方案无直接关系，故不再一一介绍。

下面，对现有技术中的多晶硅栅的沉积方法进行介绍。

现有技术中的多晶硅栅的沉积方法包括以下步骤：

步骤一，向炉管的反应腔内通入反应气体。

从进气口向炉管的反应腔内通入反应气体，反应气体的主要成份为硅烷，但是，根据产品在工艺上的需求，还需要在反应气体中掺入磷(P)，由于P无法在自然环境中单独存在，因此反应气体中掺入的气体为氢化磷(PH₃)，PH₃进入反应腔后，在反应腔中就可分解为P和氢气(H₂)。

反应腔内的平均温度约为500℃至620℃。

步骤二，反应气体在晶圆表面沉积为多晶硅栅。

需要说明的是，除了在晶圆的表面沉积多晶硅栅，反应气体在炉管的反应腔内壁和晶舟上也沉积有多晶硅栅，同时，未反应的硅烷和P也会沉积在反应腔内壁和晶舟上。

可见，在实际应用中，当前批多晶硅栅沉积完毕后，下一批晶圆被送入炉管后，当前批多晶硅栅沉积时在反应腔内壁和晶舟上沉积的P会参与下一批多晶硅栅的沉积，可是，当下一批多晶硅栅沉积时，反应气体仍然包括PH₃和硅烷，因此，对于下一批多晶硅栅来说，P就会过量，过量的P会在所沉积的多晶硅栅的表面析出，从而在多晶硅栅的表面形成晶体缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种多晶硅栅的沉积方法，能够避免多晶硅栅的表面形成晶体缺陷。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多晶硅栅的沉积方法，在N批次多晶硅栅的沉积过程中，当进行每一批次多晶硅栅的沉积时，向炉管的反应腔内通入反应气体，反应气体在晶圆表面沉积为多晶硅栅，其特征在于，该方法包括：N批次中的每M批次多晶硅栅沉积完毕后，将晶圆从反应腔中取出，并向反应腔内通入氧气，其中，N为大于1的正整数，M为小于N的正整数。

M为1或3。

当通入氧气时，氧气包含在混合气体中，混合气体的成份为氧气和氩气；