[发明专利]一种多晶硅薄膜制造设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，特别涉及一种多晶硅薄膜制造设备及方法。

背景技术

多晶硅淀积反应式如下：SiH₄(g)→Si(s)+2H₂(g)。在多晶硅成长中，多晶硅薄膜的膜厚均匀度的控制十分重要，其仰赖于反应中温度分布、反应气体压力、反应气体流速等参数的调配。多晶硅的电性及阻值，除与掺入杂质浓度成反比，和晶粒大小也有关。一般而言，晶粒大且掺入杂质浓度高者阻值低，反之，晶粒小且掺入杂质浓度低者阻值高。晶粒大小随薄膜厚度的增加而增加，反应温度越高，晶粒越大。

传统的多晶硅淀积装置，卧式低压气相淀积(LPCVD)炉管的俯视图如图1A所示，图1B为传统的石英进气管俯视图，图1C为炉尾密封盖侧视图。反应气体由图1B所示的一根石英进气管通入炉管，因炉口和炉尾(排气端)气体浓度分布存在差异，炉尾气体浓度较大，为了保证多晶硅膜厚一致，一般用温度差作为补偿，炉口到炉尾的温度分布一般调整为梯度分布，炉口、炉尾大约有30度至40度左右的温度差异。这就造成虽然炉口和炉尾放置的晶片(即多晶硅)的膜厚一样，但最后得到的多晶硅晶粒的大小却不同，温度越高，晶粒越大。且，图1A所示的卧式炉管的内管中一般有四个晶舟可以用于放置晶片，但在实际生产中，如果对生产的多晶硅要求较高，则传统的生产方法只能选择将晶片固定放置在一到两个晶舟的位置上，一般放置在中间位置，这样大大降低了生产效率。

发明内容

本发明实施例提供一种多晶硅薄膜制造设备及方法，用于使得到的多晶硅薄膜的晶粒大小及膜厚分别一致，提高多晶硅薄膜质量。

一种多晶硅薄膜制造设备，包括炉管，所述炉管包括内管，所述内管中设置有用于放置用于淀积多晶硅薄膜晶片的晶舟，所述设备还包括：

通入所述内管的与所述内管中设置的晶舟数量相等的进气管，用于向所述内管通入反应气体，所述进气管中每根进气管上对应于所述内管中设置有晶舟的位置开有进气口，其中，每根进气管上的进气口的位置分别与一晶舟的位置相对应；

数量与所述进气管数量相等的流量控制器，分别设置于与所述进气管连接的气体管路中，用于控制每根进气管内的气体流量。

一种多晶硅薄膜制造方法，包括以下步骤：

向通入所述内管的与所述内管中设置的晶舟数量相等的进气管中分别通入反应气体，所述进气管上对应于所述内管中放置有晶舟的位置分别开有进气口，其中，每根进气管上的进气口的位置分别与一晶舟的位置相对应；

设置于与所述进气管连接的气体管路中的流量控制器分别控制每根进气管中的气体流量，获得多晶硅薄膜。

本发明实施例中的多晶硅薄膜制造设备包括通入所述内管的与所述内管中设置的晶舟数量相等的进气管，用于向所述内管通入反应气体，所述进气管中每根进气管上对应于所述内管中设置有晶舟的位置开有进气口，其中，每根进气管上的进气口的位置分别与一晶舟的位置相对应；数量与所述进气管数量相等的流量控制器，分别设置于与所述进气管连接的气体管路中，用于控制每根进气管内的气体流量。流量控制器可以分别控制每根进气管的气体流量，使得到的多晶硅薄膜的膜厚一致。且因为气体流量均匀，无需在炉口及炉尾设置温度差，使炉口与炉尾温度一致，使得到的多晶硅薄膜的晶粒大小一致，可以满足生成高电阻值多晶硅产品的要求，大大提高了生产效率，提高了生产的多晶硅薄膜的质量。

附图说明

图1A为现有技术中LPCVD炉管的俯视图；

图1B为现有技术中进气管俯视图；

图1C为现有技术中炉尾密封盖侧视图；

图2为本发明实施例中一种多晶硅薄膜制造设备俯视图；

图3A为本发明实施例中设置隔离板后的多晶硅薄膜制造设备俯视图；

图3B为本发明实施例中隔离板剖面图；

图4为本发明实施例中开设内管排气口后的多晶硅薄膜制造设备俯视图；

图5为本发明实施例中另一种多晶硅薄膜制造设备俯视图；

图6为本发明实施例中一组隔离板剖面图；

图7为本发明实施例中多晶硅制造的主要方法流程图。

具体实施方式