[发明专利]一种利用盖帽层退火结晶的多晶硅制备方法

摘要

本发明公开了一种利用盖帽层退火结晶的多晶硅制备方法。本发明采用在非晶硅薄膜上淀积盖帽层，由于再结晶过程的成核活化点优先在接触面处形成，因而盖帽层的引入使得成核活化点形成概率大大提高，成核活化点增多，利于晶粒长大进行重排与重组；再结晶后得到的多晶硅的晶粒尺寸明显变大，内部缺陷减少，与直接淀积多晶硅薄膜结晶相比，效果更好；由于再结晶过程中盖帽层将晶粒限制在表面方向生长，得到的多晶硅薄膜的表面粗糙度极大地降低；晶格更加有序，能在垂直方向形成与非晶硅薄膜的厚度尺寸相当的大晶粒；本发明与体硅CMOS工艺完全相兼容，工艺简单，成本代价小，适用于三维集成。

主权项

一种利用盖帽层退火结晶的多晶硅制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)在硅衬底上制备一层介质隔离层；2)在介质隔离层上淀积一层非晶硅薄膜；3)在非晶硅薄膜上淀积盖帽层，覆盖非晶硅薄膜，盖帽层的材料采用能够与非晶硅薄膜产生应力，同时又不与非晶硅薄膜发生化学反应的介质材料；4)对非晶硅薄膜进行退火结晶处理，在盖帽层与非晶硅薄膜的接触面上优先生长成核活化点，促进晶粒长大进行重排与重组，同时盖帽层对非晶硅薄膜的表面施加应力，使得晶粒再结晶过程中生长受到限制，当晶粒在垂直方向上的尺寸达到非晶硅薄膜的厚度之后，晶粒不再沿垂直方向生长，只沿表面方向生长，从而再结晶得到有序的多晶硅薄膜；5)通过干法刻蚀或湿法腐蚀去除盖帽层，从而得到在介质隔离层上的多晶硅薄膜。