[發(fā)明專利]N型摻雜多晶硅的制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01129599.6
• 申請(qǐng)日: 2001-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1393908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃致遠(yuǎn);林經(jīng)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205
• 代理公司: 北京集佳專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王學(xué)強(qiáng)

本發(fā)明是有關(guān)于一種摻雜多晶硅的制造方法，特別是有關(guān)于一種N型摻雜多晶硅的制造方法。

在集成電路的工藝中，多晶硅的形成扮演著相當(dāng)重要的角色，尤其是在形成MOS組件柵極(Gate)或是作為多晶硅內(nèi)連接結(jié)構(gòu)(Polysilicon?Interconnect?Structure)時(shí)。一般而言，多晶硅的沉積多用低壓化學(xué)氣相沉積法(Low?Pressure?Chemical?Vapor?Deposition，LPCVD)進(jìn)行，為了降低多晶硅的電阻率，而植入摻質(zhì)于多晶硅層中，以提高多晶硅層的導(dǎo)電度。進(jìn)行多晶硅摻雜的方式包括隨著沉積反應(yīng)進(jìn)行的方式植入摻質(zhì)、利用離子植入(Ion?Implantation)方式植入摻質(zhì)或通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散(Diffusion)的方式驅(qū)入摻質(zhì)。

在利用上述隨著低壓化學(xué)氣相沉積反應(yīng)而進(jìn)行摻質(zhì)植入方式進(jìn)行多晶硅摻雜時(shí)，不同摻質(zhì)在沉積過(guò)程中反應(yīng)機(jī)制不同，對(duì)于多晶硅薄膜的沉積速率影響很大。例如在沉積P型摻雜多晶硅時(shí)，使用硼乙烷作為摻雜氣體源，只需增加少許濃度就可以大幅度的提升反應(yīng)速率，具有催化劑的效果。而在沉積N型摻雜多晶硅時(shí)，使用磷化氫作為摻雜氣體源，由于磷化氫具有化學(xué)上立體結(jié)構(gòu)效應(yīng)的關(guān)系，增加濃度反而會(huì)降低反應(yīng)速率。

此外，沉積多晶硅是使用硅烷或含氯硅烷作為反應(yīng)氣體源，而多晶硅薄膜成長(zhǎng)速率會(huì)隨著反應(yīng)氣體源中氯含量增加而遞減。所以，在一般多晶硅沉積工藝中多以硅烷作為反應(yīng)氣體源，而局限了工藝上反應(yīng)氣體源的選擇性。

而且，在一般多晶硅沉積工藝中，沉積速率是由溫度的改變而控制，通過(guò)提高溫度以增加沉積速率，同時(shí)也導(dǎo)致了多晶硅結(jié)構(gòu)的改變。

因此，本發(fā)明目的之一在于提供一種N型摻雜多晶硅的制造方法，改善以含氯硅烷等作為反應(yīng)氣體源于多晶硅化學(xué)沉積工藝中的沉積速率。

本發(fā)明另一目的在于提供一種N型摻雜多晶硅的制造方法，利用催化劑改善以硅基烷類(硅烷或含氯硅烷)等作為反應(yīng)氣體源于多晶硅化學(xué)沉積工藝步驟中的沉積速率。

本發(fā)明另一目的在提供一種N型摻雜多晶硅的制造方法，在工藝步驟中避開(kāi)溫度對(duì)多晶硅結(jié)構(gòu)的改變，以化學(xué)方法利用一催化劑改善沉積速率，以降低熱預(yù)算(Thermal?Budget)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種N型摻雜多晶硅的制造方法，此方法包括提供一個(gè)晶片，把晶片放在一反應(yīng)室中。接著，向反應(yīng)室中通入包括一反應(yīng)氣體源、一N型摻雜氣體源以及一催化劑氣體源。然后，進(jìn)行一個(gè)化學(xué)氣相沉積工藝步驟，以形成N型摻雜多晶硅薄膜。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，增加工藝上氣體的選擇性；改善以硅基烷類(硅烷或含氯硅烷)等作為反應(yīng)氣體源在多晶硅化學(xué)沉積工藝中的沉積速率，在工藝中避開(kāi)溫度對(duì)多晶硅結(jié)構(gòu)的改變，以降低熱預(yù)算。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的兩個(gè)較佳實(shí)施例：

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的N型摻雜多晶硅的制造方法剖面圖。

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的N型摻雜多晶硅的制造方法剖面圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

102、202：反應(yīng)室

104、204：反應(yīng)氣體源

106：N型摻雜氣體源

108、206：催化劑

實(shí)施例

第一實(shí)施例：

請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先提供一個(gè)半導(dǎo)體晶片，將此半導(dǎo)體晶片100放在一反應(yīng)室102中，反應(yīng)室102可以是爐管式反應(yīng)室或單一晶片反應(yīng)爐(Single?Wafer?Chamber)。

接著，向反應(yīng)室102中通入反應(yīng)氣體源104、N型摻雜氣體源106以及催化劑108。反應(yīng)氣體源104例如為硅基烷類或含氯硅烷，包括甲硅烷(SiH₄)、二氯化硅烷(SiH₂Cl₂)、三氯化硅烷(SiHCl₃)與四氯化硅(SiCl₄)等。N型摻雜氣體源106例如為磷化氫(PH₃)。催化劑108例如為可增進(jìn)多晶硅沉積速率的藥劑，包括硼乙烷(B₂H₆)等。然后進(jìn)行一個(gè)化學(xué)氣相沉積工藝步驟，以形成N型摻雜多晶硅。

在上述工藝步驟中，由于在反應(yīng)室102中加入一催化劑108以增加多晶硅的沉積速率，因此可以使用含氯硅烷作為多晶硅化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)氣體源以增加工藝上氣體的選擇性。