[發明專利]TFT快閃存儲單元的原子層沉積外延硅生長

有效

• 申請號: 200810040288.X
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101620991A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 三重野文健
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L21/70
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉繼富;顧晉偉

1.一種生長外延硅層的方法，所述方法包括：

提供包括氧封端的硅表面的襯底；

在所述氧封端的硅表面上形成第一氫封端的硅表面，所述第一氫封端的硅表面與每個表面硅原子的單個Si-H鍵相連；

通過斷裂所述Si-H鍵和通過由Ar流輔助SiH₄熱裂解自由基的原子層沉積(ALD)外延和連續閃光燈退火加入硅的原子層，從而在所述第一氫封端的硅表面上形成第二氫封端的硅表面；

其中：

所述第二氫封端的硅表面與每個表面硅原子的兩個Si-H鍵相連；

所述第二氫封端的硅表面能夠通過由Ar流輔助SiH₄熱裂解自由基的ALD外延和連續閃光燈退火來加入一個或多個硅層。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述包括氧封端的硅表面的襯底包括二氧化硅表面。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述包括氧封端的硅表面的襯底包括有源器件上的絕緣層。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述形成第一氫封端的硅表面的方法包括通過使用氫等離子體和/或通過利用所供應的H自由基退火來進行氫化過程。

5.如權利要求1所述的方法，其中SiH₄熱裂解產生能鍵合表面硅原子的SiH₂自由基，所述表面硅原子具有由Ar流引起的斷裂的Si-H鍵。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述形成第二氫封端的硅表面的方法還包括通過熱裂解混合有SiH₄的雜質氣體的摻雜步驟。

7.如權利要求1所述的方法，還包括在沉積之后退火所述外延硅層。

8.一種制造薄膜晶體管存儲單元的方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成第一絕緣層；

在所述第一絕緣層上形成一個或多個源極或漏極區，所述一個或多個源極或漏極區的每一個與第一表面相連并包括N⁺多晶硅層、勢壘層和導電層，所述N⁺多晶硅層在所述勢壘層上，所述勢壘層覆蓋所述導電層，所述第一表面由N⁺多晶硅構成；

在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層，所述第二絕緣層與第二表面相連，所述第二表面基本上與第一表面共面；

形成覆蓋所述第一表面和所述第二表面的第一外延硅層；

形成夾在所述第一外延硅層上的下部二氧化硅隧道層和上部二氧化硅阻擋層之間的第二外延硅層，所述第二外延硅層能夠形成浮置柵極；

在所述上部二氧化硅阻擋層上形成P⁺多晶硅層；和

通過圖案化所述P⁺多晶硅層形成至少一個控制柵極；

其中，所述形成覆蓋所述第一表面和第二表面的第一外延硅層的方法還包括：

將所述共面的第一和第二表面轉化為具有Si-H鍵封端的氫化表面；

通過由Ar流輔助SiH₄/B₂H₆熱裂解的ALD外延和連續閃光燈退火，在所述氫化表面上生長具有H封端的第一硅原子層；

通過由Ar流輔助SiH₄/B₂H₆熱裂解的ALD外延和連續閃光燈退火，順序地生長具有H封端的第二或更多的硅原子層；和

進行沉積后退火。

9.如權利要求8所述的方法，其中所述在第一絕緣層上形成一個或多個源極或漏極區的方法還包括：

在所述第一絕緣層上形成第一導電層；

在所述導電層上形成勢壘層；

在所述勢壘層上形成N⁺多晶硅層；和

圖案化所述N⁺多晶硅層、所述勢壘層和所述導電層以形成包括所述第一表面的一個或多個限定區域。

10.如權利要求9所述的方法，其中所述第一絕緣層包括二氧化硅。

11.如權利要求9所述的方法，其中所述導電層是金屬硅化物。

12.如權利要求9所述的方法，其中所述勢壘層是金屬氮化物。