[发明专利]用于多晶硅炉管工艺的挡片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种在半导体制造领域多晶硅炉管工艺中用作挡片。 

背景技术

在当前半导体制造工艺中，炉管工艺使用挡片对炉管内的气流进行阻挡分层并均衡炉管内温度分布，使气流中的反应气体与被加工硅片均匀接触、均匀受热，发生化学物理反应，淀积或生长薄膜。

其中，使用低压化学气相淀积的炉管进行多晶硅的淀积工艺，要用到的挡片为硅/氮化硅结构：即在硅衬底基片上淀积一层50到200纳米的氮化硅。使用这种结构可以使得挡片在回收使用时保护硅衬底基片不被酸性溶液腐蚀，延长挡片使用寿命。

但是，由于氮化硅薄膜和硅衬底基片的热膨胀系数不同导致应力的产生，对于硅基底基片中间部位接触面比较大，大部分的应力会释放，但是对于硅衬底边缘部分，应力会导致硅基底边缘受损，受损部分会在和产品硅片一块作业的时候会带来一定量的颗粒，影响了产品硅片的良率。

发明内容

针对现有技术中存在不足之处，本发明提供一种结构新颖的挡片，该挡片在生产中避免出现变形和边缘破损，消除氮化硅与硅衬底基片的应力。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于多晶硅炉管工艺的挡片，所述挡片从下到上依次为半导体硅层、二氧化硅层和氮化硅层；所述二氧化硅层的厚度为10~100纳米，氮化硅层的厚度为20~200纳米。

本发明另外一个目的在于提供制备上述挡片的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、在作为挡片的硅衬底基片上淀积一二氧化硅层；步骤2、在形成的二氧化硅层上再淀积一氮化硅层；形成的所述二氧化硅层的厚度为10~100纳米、所述氮化硅层的厚度为20~200纳米。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所述挡片淀积采用低压化学气相淀积。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所述步骤1包括在LPCVD炉管中，将温度升至750~800℃、压力降至0.3~0.5Torr，通入SiH₂Cl₂和N₂O混合反应气体从而在硅衬底基片上反应生成二氧化硅层。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所述步骤1包括在LPCVD炉管中，将温度升至650~700℃、压力降至0.3~0.4Torr，通入反应气体Si(OC₂H₅) ₄从而在硅衬底基片上反应生成二氧化硅层。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所述步骤2包括在LPCVD炉管中，将温度升至650~780℃、压力降至0.1~0.2Torr，通入SiH₂Cl₂和NH₃混合反应气体从而二氧化硅层上反应生成氮化硅层。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所形成的氮化硅层的厚度为50~200纳米。

本发明提供的挡片采用在硅衬底基片上生长二氧化硅后再次淀积氮化硅所形成的特殊结构的挡片，解决传统多晶硅炉管挡片由于淀积硅衬底基片上氮化硅与硅衬底基片的热膨胀系数不同产生的应力会导致挡片变形和边缘破损，对产品硅片的颗粒会有影响，改善之后消除氮化硅与硅衬底基片的应力。

附图说明

图1是制备本发明提供挡片的制备流程图。

具体实施方式

本发明提供一种用于多晶硅炉管工艺的挡片，解决传统多晶硅炉管挡片由于淀积硅衬底基片上氮化硅与硅衬底基片的热膨胀系数不同产生的应力会导致挡片变形和边缘破损，对产品硅片的颗粒会有影响，改善之后消除氮化硅与硅衬底基片的应力。

以下通过实施例对本发明提供的用于多晶硅炉管工艺挡片作进一步详细说明，以便更好理解本发明创造的内容，但实施例内容并不限制本发明创造的保护范围。

本发明提供的挡片由从下到上的半导体硅层、二氧化硅层和氮化硅层组成；其中所述二氧化硅层的厚度为10~100纳米，氮化硅层的厚度为20~200纳米。

如图1所示，制造挡片的步骤如下：

实际生产中，首先将硅衬底基片首先放在低压化学气相淀积（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD）炉管中，淀积二氧化硅薄膜。