[发明专利]一种多晶硅制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，更具体地，涉及一种可降低 晶粒尺寸的多晶硅制备方法。

背景技术

硅材料按照晶向分类有三种类型，分别为：

1)单晶硅(SinglecrystalSilicon)：其晶格为有规律的简单重复形 态；

2)多晶硅(PolycrystalSilicon)：其由不同的晶粒组成，各晶粒内部 的晶格呈有规律的简单重复形态；

3)不定性硅(AmorphousSilicon)：其晶格为自由分布形态。

其中，多晶硅材料在集成电路中得到了广泛应用，其可被用作晶体管栅 电极(transistorgateelectrode)、电路互联(interconnectionIn circuits)、电阻器(resistor)等。

随着集成电路不断向高集成度和低线宽方向发展，对多晶硅材料的要求 也越来越严格。例如，要求多晶硅有高的表面平整度、好的填充吸附能力、 均匀的晶粒大小等优良特性。

在制备多晶硅的工艺过程中，选择合适的温度和压力虽然在一定程度上 可以改善多晶硅的晶粒大小、表面平整度等，但都不能有效地降低多晶硅的 晶粒大小、晶粒均匀度、表面平整度。而通过优化工艺条件也仅能使多晶硅 的晶粒大小、晶粒均匀度、表面平整度得到稍微改善。这些都没有能够完全 解决问题。

此外，在沉积多晶硅的过程中，由于晶粒的异常生长将产生多晶硅的颗 粒，这种颗粒是在多晶硅的沉积过程中产生的晶粒异常生长的产物。异常的 晶粒生长在光刻中会导致在颗粒点出现光刻胶涂敷异常，从而会在刻蚀过程 中导致多晶硅图形线条出现异常的刻蚀，而产生linebroken(断线)。

因此，如何消除在沉积多晶硅过程中由于晶粒的异常生长而产生多晶硅 颗粒的问题，对良率提升具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种多晶硅制 备方法，可有效抑制沉积多晶硅过程中的晶粒异常生长现象，消除多晶硅颗 粒产生的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种多晶硅制备方法，包括：

提供一衬底，将所述衬底放入反应腔体中，通入过量的SiH₄作为工艺气 体，在所述衬底上沉积形成多晶硅；其中，在沉积过程中，还通入少量的N₂O 作为掺杂气体，利用N₂O与过量部分的SiH₄反应生成的SiO₂，对多晶硅进行 掺杂，以抑制多晶硅晶粒的异常生长。

优选地，多晶硅沉积过程包括以下阶段：

预沉积阶段：其为SiH₄通入初期时的多晶硅形核阶段；

沉积阶段：其为多晶硅形核后的生长阶段；

其中，在沉积阶段通入N₂O气体。

优选地，在预沉积阶段和沉积阶段都通入N₂O气体。

优选地，所述反应腔体采用炉管，并在炉管内采用低压化学气相沉积工 艺沉积形成多晶硅。

优选地，沉积温度为500-650℃，压力为0.2-1Torr。

优选地，SiH₄的通入流量为100-2000sccm。

优选地，N₂O的含量为反应腔体中气体总量的1％以下。

优选地，N₂O的含量为0.1-0.5％。

优选地，在通入SiH₄之前，先通入N₂进行清扫。

优选地，N₂的通入流量为10-20slm。