[发明专利]低粗糙度掺磷多晶硅薄膜及其制备方法在审

申请号：	201811051874.4	申请日：	2018-09-10
公开（公告）号：	CN109192656A	公开（公告）日：	2019-01-11
发明（设计）人：	许涛	申请（专利权）人：	苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司微纳制造分公司
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02
代理公司：	苏州谨和知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32295	代理人：	叶栋
地址：	215000 江苏省苏州市苏州工业园***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	制备掺磷多晶硅低粗糙度薄膜反应炉反应剂气体衬底炉压沉积多晶硅薄膜表面多晶硅薄膜气体流量退火处理应力要求粗糙度多晶硅鼓包配比生长
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【说明书】：

本发明涉及一种低粗糙度掺磷多晶硅薄膜及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、提供衬底和反应炉；S2、将所述衬底至于所述反应炉中，在沉积温度为550‑650℃，工艺炉压为150‑450mt的条件下采用LPCVD工艺生长P掺杂多晶硅薄膜，其中，反应剂气体包括SiH₄和PH₃；S3、对S2中得到的结构作退火处理，得到所述低粗糙度掺磷多晶硅薄膜。该低粗糙度掺磷多晶硅薄膜的制备方法采用LPCVD，通过调整反应炉的沉积温度、工艺炉压和反应剂气体的气体流量配比来减少所制备得到多晶硅薄膜表面的鼓包数量，降低其粗糙度，并满足多晶硅应力要求。

技术领域

本发明涉及一种低粗糙度掺磷多晶硅薄膜及其制备方法，属于MEMS器件领域。

背景技术

在MEMS领域，对原位掺杂多晶硅应力(stress)的要求比较苛刻，本发明通过调整各项生长条件，得出既能满足多晶硅应力要求，又能使表面鼓包情况调整至最低，改善了表面粗糙度。现有技术对原位掺杂生长P掺杂多晶硅过程中，往往鼓包现象，使制备得到的多晶硅薄膜具有较高的粗糙度，对MEMS器件性能具有较大影响。

基于上述情况，本发明提供一种解决MEMS行业厚膜原位掺P多晶硅生长过程中所产生的鼓包现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低粗糙度掺磷多晶硅薄膜及其制备方法，能降低多晶硅薄膜表面生长过程中所产生的鼓包，控制多晶硅薄膜表面的粗糙度，并满足多晶硅应力要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低粗糙度掺磷多晶硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供衬底和反应炉；

S2、将所述衬底至于所述反应炉中，在沉积温度为550-650℃，工艺炉压为150-450mt的条件下采用LPCVD工艺生长P掺杂多晶硅薄膜，其中，反应剂气体包括SiH₄和PH₃；

S3、对S2中得到的结构作退火处理，得到所述低粗糙度掺磷多晶硅薄膜。

进一步地，所述反应剂气体的气体流量配比为PH₃:SiH₄＝1:200-1:40。

进一步地，所述沉积温度为590-620℃。

进一步地，所述工艺炉压为170-350mt。

进一步地，所述衬底为二氧化硅衬底。

进一步地，在步骤S2中，还包括多晶硅薄膜表面的粗糙度监控步骤：通过半导体制造设备观察所述多晶硅薄膜表面的鼓包数量情况。