改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法与流程

allin2026-06-27  8


本申请涉及半导体加工的,具体涉及一种改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法。


背景技术:

1、半导体是信息技术产业的核心以及支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要指标之一。随着半导体技术在家用电器、数码电子、汽车、通信、航空航天等领域的广泛应用,当代社会对半导体电子元器件性能要求越来越高,提高半导体芯片良率以及性能迫在眉睫。

2、掺杂多晶硅因其优异的导电性和稳定性,在半导体中主要被用作栅极材料。然而,在掺杂多晶硅成膜过程中,随着累计膜厚的增加,掺杂多晶硅机台的炉管内的磷氛围会逐渐加重。当使用磷浓度过高的炉管进行成膜工艺时,含有孤电子对的磷烷吸附能更强,大大优于硅烷在衬底表面成核,导致硅在磷周围团簇,进而导致掺杂多晶硅机台中晶圆上的掺杂多晶硅薄膜表面形成尺寸为0.4~2um的埋层和鼓包类颗粒,如图1所示,造成颗粒不良。这些颗粒会对整个半导体器件造成损坏,影响产品性能以及良率性。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本申请提供了一种改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法。

2、本申请实施例提供了一种改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,包括:

3、s1:当炉管内的磷浓度大于预设有的浓度阈值时,使用氮气将所述炉管内的磷元素吹出;

4、s2:将所述炉管中的温度设置到至少580℃,并在所述炉管内壁沉积形成非掺杂多晶硅层。

5、在一些实施例中,在所述使用氮气将所述炉管内的磷元素吹出的步骤中,通入的所述氮气的流量为10~15slm。

6、在一些实施例中,所述非掺杂多晶硅的厚度为1000~2000埃。

7、在一些实施例中,在沉积所述非掺杂多晶硅层时,所述炉管内的压力为0.2~0.3torr。

8、在一些实施例中,在所述s2后,还包括:

9、将所述炉管中的温度增加至600~700℃,并利用氮气对所述炉管进行周期吹气处理。

10、本申请技术方案,至少包括如下优点:

11、通过先使用氮气将炉管内的磷元素吹出,再在至少580℃的温度下在炉管内壁沉积形成非掺杂多晶硅层,使得在后续进行掺杂多晶硅成膜工艺时,由于非掺杂多晶硅层覆盖住了炉管内壁上的多晶硅,使得炉管内壁上的多晶硅中的磷不会析出,从而可以确保炉管内的磷浓度始终保持在低水平,减少掺杂多晶硅成膜过程中产生颗粒的可能性;

12、由于在沉积非掺杂多晶硅层时,炉管内的温度达到了至少580℃,使得形成的非掺杂多晶硅层会重结晶,形成少量的晶核,进而使得炉管内壁上的多晶硅内形成晶界,晶界会对多晶硅内的磷起到更好的抑制作用,进一步减小磷析出的可能性。



技术特征:

1.一种改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,其特征在于,在所述使用氮气将所述炉管内的磷元素吹出的步骤中,通入的所述氮气的流量为10~15slm。

3.根据权利要求1所述的改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,其特征在于,所述非掺杂多晶硅的厚度为1000~2000埃。

4.根据权利要求1所述的改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,其特征在于,在沉积所述非掺杂多晶硅层时,所述炉管内的压力为0.2~0.3torr。

5.根据权利要求1所述的改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,其特征在于,在所述s2后,还包括:


技术总结
本申请公开了一种改善掺杂多晶硅机台中颗粒不良的方法,包括:S1:当炉管内的磷浓度大于预设有的浓度阈值时,使用氮气将所述炉管内的磷元素吹出;S2:将所述炉管中的温度设置到至少580℃,并在所述炉管内壁沉积形成非掺杂多晶硅层。本申请通过上述方案,可以减少掺杂多晶硅成膜过程中产生颗粒的可能性。

技术研发人员:郭宗涛,吴家辉,王晓康,张宾,潘前,赵冬祥
受保护的技术使用者:华虹半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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