[發(fā)明專利]一種原位制備摻雜黑硅的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010269366.0
• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN101950777A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏洋;劉邦武;李超波;劉杰;汪明剛;李勇滔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所;嘉興科民電子設(shè)備技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王建國

1.一種原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于，所述方法包括：

將硅片放置于黑硅制備裝置的注入腔室內(nèi)；

向所述黑硅制備裝置通入混合氣體，所述混合氣體由具有刻蝕作用的氣體和具有鈍化作用的氣體組成，調(diào)整所述黑硅制備裝置的工藝參數(shù)進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的數(shù)值范圍，所述黑硅制備裝置產(chǎn)生等離子體，所述等離子體中的反應(yīng)離子與所述硅片發(fā)生反應(yīng)，形成黑硅；

停止通入所述混合氣體，并且抽出所述黑硅制備裝置中的所有氣體；

保持所形成的黑硅在原位，向所述黑硅制備裝置中通入具有摻雜元素的氣體，調(diào)整所述黑硅制備裝置的工藝參數(shù)進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的數(shù)值范圍，所述黑硅制備裝置產(chǎn)生等離子體，所述等離子體中的具有摻雜元素的離子或離子基團(tuán)被注入到所述黑硅中，實現(xiàn)原位制備摻雜黑硅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述將硅片放置于黑硅制備裝置的注入腔室內(nèi)的步驟還包括：將所述硅片與可施加偏置電壓的電源電氣連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述工藝參數(shù)包括注入腔室的本底壓強(qiáng)和工作壓強(qiáng)，注入氣體的流量，抽取氣體的速度，混合氣體組成成分、組成比例和濃度，等離子體電源的輸出功率和頻率，可施加偏置電壓的電源所施加的偏置電壓，以及等離子體注入時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述偏置電壓由多種偏置電壓組合而成，通過調(diào)節(jié)所述等離子體注入時間、所述注入氣體的流量和組成比例、所述等離子體電源的輸出功率或所述偏置電壓來改變所述摻雜黑硅的摻雜濃度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述具有刻蝕作用的氣體包括SF₆、CF₄、CHF₃、C₄F₈、NF₃、SiF₄、C₂F₆、HF、BF₃、PF₃、Cl₂、HCl、SiH₂Cl₂、SiCl₄、BCl₃或HBr。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述具有鈍化作用的氣體包括O₂、N₂O或N₂。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：所述具有摻雜元素的氣體包括B₂H₆、B(OCH₃)₃、B₂O₃、BN、BCl₃、BBr₃、BF₃、PH₃、PCl₃、PBr₃、PF₃、PF₅、P₂O₅、POCl₃、AsH₃、AsCl₃、AsF₃、AsF₅、H₂S、H₂Se或H₂Te。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原位制備摻雜黑硅的方法，其特征在于：在所述形成黑硅的步驟中，所述注入腔室的本底壓強(qiáng)為10^-7Pa～1000Pa，工作壓強(qiáng)為10^-3Pa～1000Pa，所述混合氣體的流量為1sccm～1000sccm，等離子體電源的輸出功率為1W～100000W，所施加偏置電壓為-100000V～100000V，等離子體電源的頻率為直流～10GHz，可施加偏置電壓的電源的頻率為直流～10GHz，所述混合氣體中的具有刻蝕作用的氣體與具有鈍化作用的氣體之間的體積比為0.01～100。