[發(fā)明專利]多晶硅淀積工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910049075.8
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101859700A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪大祥;劉啟星;孔天午;陶有飛;梁薄
• 申請（專利權(quán)）人: 上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/3065;B08B5/02
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作工藝，更具體地說，涉及一種多晶硅淀積工藝。

背景技術(shù)

在孔中淀積多晶硅是半導(dǎo)體制作工藝中的一個重要步驟，多晶硅對孔得填充程度直接決定了期間的性能。多晶硅對于孔良好的填充應(yīng)具有以下的特征：孔填充后沒有空隙或空隙很小。

對于具有高深寬比的孔，要做到填充后沒有空隙或空隙很小有些難度。因為在填充的過程中，由于反彈、濺射等等的效應(yīng)，孔口的多晶硅的生長速度會大于底部，往往在孔口已經(jīng)被封閉的情況下，孔的內(nèi)部還沒有完成填充，于是，就會形成空隙并影響器件的性能。

這種情況在4∶1以上的高深寬比的孔中尤其常見。于是，需要一種能夠高質(zhì)量地完成對于高深寬比的孔進行多晶硅填充的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明揭示了一種能夠很好地完成對于具有高深寬比的孔的多晶硅填充的工藝。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種多晶硅淀積工藝，用于填充具有高深寬比的孔，該工藝包括：

數(shù)個工藝循環(huán)，每一個工藝循環(huán)包括：

在具有高深寬比的孔中淀積預(yù)定厚度的多晶硅，淀積在低溫下進行，且孔口的多晶硅生長速率大于孔底部的多晶硅生長速率；

升高溫度并同入刻蝕氣體，對高深寬比的孔中的多晶硅進行刻蝕，刻蝕在高溫下進行，且孔口的多晶硅刻蝕速率大于孔底部的多晶硅刻蝕速率，刻蝕后孔底部的多晶硅厚度大于孔口的多晶硅厚度；

降低溫度至低溫；

重復(fù)數(shù)次工藝循環(huán)直至具有高深寬比的孔被填滿。

在一個實施例中，在淀積多晶硅的過程中，使用氫氣作為攜帶氣體，硅烷作為硅源氣體。

在一個實施例中，刻蝕氣體是氯化氫。

在一個實施例中，每一個工藝循環(huán)中，降低溫度至低溫后還包括用氫氣吹掃孔以除去刻蝕產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

上述的多晶硅淀積工藝尤其適合于外延設(shè)備。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過多次反復(fù)的填充、刻蝕循環(huán)，確保孔的底部能夠得到充分的填充，并且，在每一次刻蝕之后使用氫氣進行吹掃，能夠有效去除副產(chǎn)物并防止氧化層產(chǎn)生，從而得到高質(zhì)量的填充效果。

附圖說明

本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中：

圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多晶硅淀積工藝的工藝過程的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明揭示了一種能夠很好地完成對于具有高深寬比的孔的多晶硅填充的工藝。該多晶硅淀積工藝用于填充具有高深寬比的孔，該工藝包括：

數(shù)個工藝循環(huán)，每一個工藝循環(huán)包括：

在具有高深寬比的孔中淀積預(yù)定厚度的多晶硅，淀積在低溫下進行，且孔口的多晶硅生長速率大于孔底部的多晶硅生長速率；

升高溫度并同入刻蝕氣體，對高深寬比的孔中的多晶硅進行刻蝕，刻蝕在高溫下進行，且孔口的多晶硅刻蝕速率大于孔底部的多晶硅刻蝕速率，刻蝕后孔底部的多晶硅厚度大于孔口的多晶硅厚度；

降低溫度至低溫；

重復(fù)數(shù)次工藝循環(huán)直至具有高深寬比的孔被填滿。

在一個實施例中，在淀積多晶硅的過程中，使用氫氣作為攜帶氣體，硅烷作為硅源氣體。

在一個實施例中，刻蝕氣體是氯化氫。

在一個實施例中，每一個工藝循環(huán)中，降低溫度至低溫后還包括用氫氣吹掃孔以除去刻蝕產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

上述的多晶硅淀積工藝尤其適合于外延設(shè)備。

參考圖1所示，圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多晶硅淀積工藝的工藝過程的示意圖。

首先，參考其中的(a)所示，在低溫下淀積一定厚度的多晶硅，孔口的生長速率大于底部的生長速率，孔口附近多晶硅的厚度大于底部多晶硅厚度。于是，在孔中淀積的多晶硅形成向下擴張的喇叭形。在淀積的過程中，可以采用氫氣作為攜帶氣體，硅烷作為硅源氣體。

參考其中的(b)所示，升高溫度后通入刻蝕氣體對多晶硅進行刻蝕，刻蝕在高溫下進行，且孔口的多晶硅刻蝕速率大于孔底部的多晶硅刻蝕速率，刻蝕后孔底部的多晶硅厚度大于孔口的多晶硅厚度。在刻蝕之后，多晶硅形成向上擴張的喇叭形。在刻蝕過程中，采用氯化氫作為刻蝕氣體。

在完成刻蝕之后，再次將溫度降低到低溫，即適合于多晶硅淀積的溫度，并使用氫氣吹掃一定時間，除去刻蝕生成的副產(chǎn)物，并防止氧化層出現(xiàn)。如此就完成了一個工藝循環(huán)。

參考其中的(c)和(d)所示，重復(fù)上述的淀積和刻蝕的過程，比較(a)、(b)和(c)、(d)可以發(fā)現(xiàn)，在每一個工藝循環(huán)完成之后，孔的底部就被充分地填充，后一個工藝循環(huán)可以看作是在一個“較淺”的孔上進行。