[發(fā)明專利]一種多晶硅摻雜工藝中擋片處理的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010270515.5
• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN102386074A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王冬梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/223
• 分類號: H01L21/223
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，特別涉及一種多晶硅摻雜工藝中擋片處理的方法。

背景技術(shù)

進行多晶硅摻雜的方法有三種：(1)隨著沉積的反應進行(In-Situ?Doped)；(2)在沉積后，用高溫擴散(Diffusion)的方式，將雜質(zhì)驅(qū)入到多晶硅的薄膜內(nèi)；(3)用離子注入(Ion?Implantation)的方法，將雜質(zhì)以離子的形態(tài)，注入到多晶硅的薄膜里。

其中，高溫擴散方式使用高溫擴散爐管，業(yè)界普遍使用的是氣泡攜入法(Bubblcr)。

氣泡攜入法是利用氮氣攜帶雜質(zhì)蒸汽進入到高溫爐管內(nèi)，對放置在爐管內(nèi)的多晶硅產(chǎn)品進行摻雜。以N型摻雜為例，用氮氣將三氯氧磷(POCl₃)蒸汽帶入高溫爐管內(nèi)，同時往高溫爐管內(nèi)通入氧氣(O₂)。主要的反應式有：

1、多晶硅(Si)與氧氣(O₂)反應在多晶硅表面生成氧化硅(SiO₂)：

Si+O₂→SiO₂............反應式1；

2、三氯氧磷(POCl₃)與氧氣(O₂)反應生成五氧化二磷(P₂O₅)和氯氣(Cl₂)：

4POCl₃+3O₂→2P₂O₅+6Cl₂............反應式2；

生成的五氧化二磷(P₂O₅)摻雜在多晶硅的氧化硅內(nèi)。

3、五氧化二磷(P₂O₅)在高溫下，與多晶硅(Si)反應，生成氧化硅(SiO₂)和磷(P)：

2P₂O₅+5Si→5SiO₂+4P............反應式3；

生成的磷(P)在高溫下會繼續(xù)往多晶硅內(nèi)部擴散。

在生產(chǎn)過程中，為了保證每次生產(chǎn)時每塊多晶硅產(chǎn)品接觸反應的表面積固定不變，對沒有多晶硅產(chǎn)品的空余位置會用擋片填滿，擋片的成分也是硅(Si)，則擋片表面也會生成氧化硅，也會有反應生成物P(磷)、P₂O₅(五氧化二磷)附著。由于擋片是重復使用的，所以隨著加工次數(shù)的增加，擋片上的P(磷)、P₂O₅(五氧化二磷)濃度也相應增加，會對多晶硅產(chǎn)品(尤其是與擋片相鄰的多晶硅產(chǎn)品)進行間接摻雜，影響多晶硅產(chǎn)品的工藝穩(wěn)定性，參見圖1。圖1為生產(chǎn)時多次使用的擋片對多晶硅產(chǎn)品進行間接摻雜的示意圖，其中包含爐管101，多次使用后表面含磷元素的擋片102，多晶硅產(chǎn)品103，磷元素104，進氣口105、用于固定多晶硅產(chǎn)品(或擋片)的卡槽106。為了減少擋片對多晶硅產(chǎn)品的間接摻雜，就需要在擋片上的磷元素濃度達到一定值之前更換新的擋片，隨著生產(chǎn)次數(shù)增多，就需要頻繁更換擋片。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)中的不足在于：

隨著擋片使用次數(shù)增多，擋片中雜質(zhì)元素(如：磷)的濃度增大，反復使用的擋片中的雜質(zhì)元素會對多晶硅產(chǎn)品進行間接摻雜，影響多晶硅產(chǎn)品的工藝穩(wěn)定性，而且在擋片上的雜質(zhì)元素濃度達到一定值之前就需要更換新的擋片，從而需要頻繁更換擋片，增加經(jīng)濟成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種多晶硅摻雜工藝中擋片處理的方法，用以提高多晶硅產(chǎn)品的工藝穩(wěn)定性，降低經(jīng)濟成本。

本發(fā)明實施例提供的一種多晶硅摻雜工藝中擋片處理的方法包括：

在放置多晶硅產(chǎn)品和擋片的反應室內(nèi)進行摻雜反應，其中所述摻雜反應為將雜質(zhì)元素摻雜到多晶硅產(chǎn)品中的反應；

在摻雜反應后，判斷擋片的使用次數(shù)是否大于第一閾值；

在擋片的使用次數(shù)不大于第一閾值時，用氫氟酸清洗擋片上含雜質(zhì)元素的氧化硅。

在擋片的使用次數(shù)大于第一閾值時，更換反應室內(nèi)的擋片。

所述雜質(zhì)元素是磷，摻雜反應中的摻雜源為氣態(tài)的三氯氧磷；

所述雜質(zhì)元素是硼，摻雜反應中的摻雜源為氣態(tài)的三溴化硼。

所述擋片為表面長有氧化硅的硅片。

所述表面長有氧化硅的硅片是根據(jù)下列方法得到的：

將氧氣通入放置硅片的反應室。