[發(fā)明專利]多晶硅反應爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310631805.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103663457A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 邱裕明;肖天金
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021;H01L21/67
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制備領(lǐng)域，確切的說，涉及一種多晶硅反應爐。?

背景技術(shù)

隨著芯片特征尺寸進入40納米以下，對柵多晶硅生長的片內(nèi)厚度均勻性的要求越來越高；不僅如此，工藝集成對于圖形密集區(qū)和圖形疏松區(qū)的多晶硅生長厚度的差異，也有一定的考量。傳統(tǒng)上，40納米的多晶硅制備機臺使用1:1:1（上中下三個進氣口）的口徑比例用以通入硅烷（SiH₄），在620度的爐管中進行熱分解反應。在日常的工藝維護中，一般只通過微調(diào)熱分解時間和爐內(nèi)區(qū)間溫度，來控制整爐的產(chǎn)品質(zhì)量。?

但是本領(lǐng)域技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，在這種藝條件下的產(chǎn)品圖形密集區(qū)和圖形疏松區(qū)的多晶硅結(jié)構(gòu)約有4%的厚度差異，通過硅片斷面切片并分析得出：在通入氣體過程中，隨著反應的不斷進行，氣體隨著重力原因會在反應爐底部沉積，因而造成反應爐上下不同位置處的硅片所處的反應氣體濃度有所不同，進而反應程度有所差異，最終造成同一腔室內(nèi)的硅片規(guī)格存在較大差異。而這種差異，是由于硅烷氣體在爐內(nèi)分布不均衡所致，很難通過日常工藝維護來進行改進和消除。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種反應爐，可很好改善同一批次硅片的厚度差異性，?同時無需變動工藝制程，實現(xiàn)成本較低。?

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：?

一種多晶硅反應爐，所述反應爐內(nèi)自下而上放置有硅片，其中，所述反應爐內(nèi)壁在垂直方向上設置有多個進氣口，且所述進氣口的氣體流速相同；其中，自下而上的進氣口的口徑逐漸遞增。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐為立式反應爐管，且該反應爐應用于柵多晶硅的制備工藝中。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐在垂直方向上設置有3個進氣口。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述的3個進氣口上中下口徑的比例為9：3.5：2.5。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐頂部設置有出氣口。?

一種多晶硅反應爐，所述反應爐內(nèi)自下而上放置有硅片，其中，所述反應爐內(nèi)壁在垂直方向上設置有多個進氣口，每個進氣口的口徑相等；其中，自下而上的進氣口的氣體流速逐漸遞增。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐為立式反應爐管，且該反應爐應用于柵多晶硅的制備工藝中。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐在垂直方向上設置有3個進氣口。?

上述的多晶硅反應爐，其中，流經(jīng)所述的3個進氣口氣的體流速比例為9：3.5：2.5。?

上述的多晶硅反應爐，其中，所述反應爐頂部設置有出氣口。?

由于本發(fā)明采用了以上技術(shù)方案，通過改變反應爐進氣口的口徑大小或者改變氣體流速，進而改善圖形密集區(qū)和圖形疏松區(qū)的厚度差異，提升了生產(chǎn)工藝。?

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。?

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反應爐的側(cè)視圖；?

圖2為本發(fā)明提供的反應爐的側(cè)視圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明：?

實施例一：?

如圖2所示為本發(fā)明提供的一種立式反應爐，如圖所示，該反應爐為立式反應爐，在該反應爐內(nèi)設置有以呈塔狀的晶舟，在該晶舟上設置有多個插槽用以放置硅片；在該反應爐的頂部設置有一出氣口，用于將反應后的廢氣排出。?

該反應爐在垂直方向上設置有多個進氣口，在本發(fā)明的實施例中，設置有上中下3個進氣口，每個進氣口皆連接一與該進氣口具有相同口徑大小的進氣管，通過進氣管輸送反應氣體至反應爐內(nèi)進行反?應；其中，上進氣口、中進氣口、下進氣口之間的口徑比為9：3.5：2.5。?

在反應過程中，通過進氣口向反應爐內(nèi)輸送反應氣體，如SiH₄，且流經(jīng)每個進氣口的氣體流速均相同；氣體進入到反應爐內(nèi)與晶舟上放置的硅片在高溫條件下產(chǎn)生反應，以制備形成柵多晶硅，反應結(jié)束后，通過反應爐頂部的出氣口將反應爐內(nèi)的剩余氣體排出。?