[发明专利]非晶硅薄膜成膜方法

说明书

本发明公开了一种非晶硅薄膜成膜方法，在非晶硅薄膜成膜之前，先淀积一层采用低淀积速率形成的一层等离子增强氧化膜层，然后再淀积非晶硅薄膜层，此方法形成的非晶硅薄膜表面粗糙度低，平整度好，大幅改善非晶硅成膜质量。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是指一种非晶硅薄膜成膜方法。

背景技术

在MEMS工艺过程中，非晶硅是一种常用材料。非晶硅是硅的同素异形体形式，能够以薄膜形式沉积在各种基板上，为各种电子应用提供某些独特的功能。非晶硅被用在大规模生产的微机电系统(MEMS)和纳米机电系统(NEMS)、太阳能电池、微晶硅和微非晶硅、甚至对于各种基板上的滚压工艺技术都有应用。非晶体硅材料被广泛运用在半导体的各个领域，当非晶硅被使用在金属后的工艺中时，需要使用温度较低的工艺以避免金属线的熔化，等离子体增强化学气相淀积(PECVD)制备方法几乎是首选的方案。

目前在后道淀积非晶硅薄膜前会使用基于硅烷SiH₄的生长一层普通PE-SiO₂层，然后再淀积一层非晶硅薄膜。淀积非晶硅薄膜后会发现表面粗糙度较差，图1是对生长的非晶硅薄膜进行表面缺陷测试的结果，测试结果已超测试仪器的测量范围上限(＞10000个)，显示满片异常。图2是SEM结果显示表面较粗糙布满小鼓包，图3是SEM断面显示非晶硅薄膜在部分区域异常生长过快，形成鼓包。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种非晶硅薄膜成膜方法，形成高平坦度的无鼓包的非晶硅薄膜。

为解决上述问题，本发明所述的非晶硅薄膜成膜方法，是在非晶硅薄膜成膜之前，先淀积一层采用低淀积速率形成的氧化硅膜，然后再淀积形成非晶硅薄膜。

进一步的改进是，所述氧化硅膜层采用基于硅烷材料形成氧化硅的工艺。

进一步的改进是，所述采用低淀积速率形成的氧化硅膜，其淀积速率为

进一步的改进是，所述低淀积速率形成的氧化硅膜,在工艺腔内，其淀积温度为350～450℃，淀积压力为2～4Torr，高频功率为100～500W，硅烷流量为10～150sccm，N₂O的流量为3000～5000sccm。

本发明所述的非晶硅薄膜成膜方法，通过在非晶硅薄膜淀积之前先形成一层等离子增强氧化膜层，且该等离子增强氧化膜层采用低速率淀积方法淀积形成，然后再淀积非晶硅薄膜层，此方法形成的非晶硅薄膜表面粗糙度低，平整度好，大幅改善非晶硅成膜质量。

附图说明

图1是现有工艺形成非晶硅薄膜，对其表面进行缺陷检测的测试结果。

图2是对现有工艺形成的非晶硅薄膜的表面显微图。

图3是对现有工艺形成的非晶硅薄膜的断面显微图。

图4是采用本发明工艺形成的非晶硅薄膜的表面缺陷检测测试结果。

图5是采用本发明方法淀积的同批次多片晶圆进行检测的示意图。

图6是采用本发明工艺淀积的非晶硅薄膜的表面显微图。

图7是采用本发明工艺淀积的非晶硅薄膜的断面显微图。

图8是本发明方法示意图。

具体实施方式

本发明所述的非晶硅薄膜成膜方法，通过将非晶硅衬底普通氧化硅改为低淀积速率的氧化硅，可以改善非晶硅成长表面的粗糙度。具体是在非晶硅薄膜成膜之前，先淀积一层采用低淀积速率形成的氧化硅膜，然后再淀积形成非晶硅薄膜。