[发明专利]多晶硅淀积工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作工艺，更具体地说，涉及一种多晶硅淀积工艺。

背景技术

为提高芯片集成度，提升器件性能，多种器件需要做成纵向结构以充分利用芯片面积。在开槽工艺日渐成熟的情况下，如何提高填孔能力并保证使得填充物具有稳定的电阻率为制约工艺发展的瓶颈。外延设备可以用来淀积的多晶硅，但通常用于平面工艺，且通常用于淀积N型的多晶硅，填孔能力，尤其是填充具有高深宽比的孔的能力比较差。

发明内容

本发明揭示了能很好地填充具有高深宽比的孔，并且能用于淀积P型和N型多晶硅的多晶硅淀积方法。

根据本发明的一方面，提供一种多晶硅淀积工艺，用于填充具有高深宽比的孔，该工艺包括：

在高温下向孔中通入氢气去除孔表面的氧化层；

在高温下向孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散；

降低温度；

在低温下进行多晶硅淀积，多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同的多晶硅生长速率。

根据本发明的一实施例，在淀积多晶硅的过程中，使用氢气作为携带气体，硅烷作为硅源气体，通入的掺杂气体为磷烷或硼烷。

根据本发明的一实施例，分阶段进行多晶硅淀积中，初始阶段多晶硅具有高生长速率，并且通过调节硅源气体的流量和控制压力来调整多晶硅生长速率。

根据本发明的一实施例，该多晶硅淀积工艺用于外延设备。

根据本发明的一实施例，多晶硅淀积工艺淀积N型或P型多晶硅。

采用本发明的技术方案，能够较好解决高深宽比的孔的多晶硅填充并保证良好的接触效果，同时，本发明的多晶硅淀积工艺能够用于淀积N型或P型多晶硅。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一个实施例的多晶硅淀积工艺的流程图。

具体实施方式

良好的多晶硅填充孔的能力应具有以下的特征：

1)填充后没有空隙或空隙很小；

2)填充物与被填充物体应力匹配；

3)填充物具有稳定的电阻率。

参考图1所示，揭示了根据本发明的多晶硅淀积工艺的一个实施例的流程，该多晶硅淀积工艺用于填充具有高深宽比的孔，该工艺包括：

S1.在高温下向孔中通入氢气去除孔表面的氧化层。

S2.在高温下向孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散，在一个实施例中，通入的掺杂气体为磷烷或硼烷。

S3.降低温度到适合多晶硅生长的温度。

S4.在低温下进行多晶硅淀积，多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同的多晶硅生长速率。在一个实施例中，在淀积多晶硅的过程中，使用氢气作为携带气体，硅烷作为硅源气体。并且，在分阶段进行多晶硅淀积中，初始阶段多晶硅具有高生长速率。对于多晶硅生长速率的调整，可以通过调节硅源气体的流量和控制压力来实现。

上述的多晶硅淀积工艺用于外延设备。

该多晶硅淀积工艺可以用于淀积N型或P型多晶硅。

综合而言，本发明利用化学气相淀积多晶硅用于填充孔，并且在淀积过程中同时进行杂质掺杂以达到需要的电阻率。在淀积多晶硅的过程中采用氢气作为携带气体，硅烷作为硅源气体，在掺杂过程中采用磷烷或硼烷作为掺杂源气体。淀积多晶硅在变温条件下进行分步淀积。整个工艺过程中，首先在高温下通入氢气以除去孔表面的自然氧化层，确保淀积的多晶硅和孔有良好的接触。其次通入掺杂源气体，在高温下对孔壁进行掺杂并扩散，保证良好的均匀掺杂的效果。再将工艺温度降低到低温下进行多晶硅的生长，最初阶段可以以较快生长速率进行生长，一定时间后调节硅源气体的流量和设备腔体的压力来达到更好的填充效果。该方法能较好地解决高深宽比的孔的填充并保证良好的接触效果。

采用本发明的技术方案，能够较好解决高深宽比的孔的多晶硅填充并保证良好的接触效果，同时，本发明的多晶硅淀积工艺能够用于淀积N型或P型多晶硅。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。