专利名称：多晶硅淀积工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作工艺，更具体地说，涉及一种多晶硅淀积工艺。
背景技术：
为提高芯片集成度，提升器件性能，多种器件需要做成纵向结构以充分利用芯片 面积。在开槽工艺日渐成熟的情况下，如何提高填孔能力并保证使得填充物具有稳定的电 阻率为制约工艺发展的瓶颈。外延设备可以用来淀积的多晶硅，但通常用于平面工艺，且通 常用于淀积N型的多晶硅，填孔能力，尤其是填充具有高深宽比的孔的能力比较差。
发明内容
本发明揭示了能很好地填充具有高深宽比的孔，并且能用于淀积P型和N型多晶 硅的多晶硅淀积方法。根据本发明的一方面，提供一种多晶硅淀积工艺，用于填充具有高深宽比的孔，该 工艺包括在高温下向孔中通入氢气去除孔表面的氧化层；在高温下向孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散；降低温度；在低温下进行多晶硅淀积，多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同的 多晶硅生长速率。根据本发明的一实施例，在淀积多晶硅的过程中，使用氢气作为携带气体，硅烷作 为硅源气体，通入的掺杂气体为磷烷或硼烷。根据本发明的一实施例，分阶段进行多晶硅淀积中，初始阶段多晶硅具有高生长 速率，并且通过调节硅源气体的流量和控制压力来调整多晶硅生长速率。根据本发明的一实施例，该多晶硅淀积工艺用于外延设备。根据本发明的一实施例，多晶硅淀积工艺淀积N型或P型多晶硅。采用本发明的技术方案，能够较好解决高深宽比的孔的多晶硅填充并保证良好的 接触效果，同时，本发明的多晶硅淀积工艺能够用于淀积N型或P型多晶硅。
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描 述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中图1揭示了根据本发明的一个实施例的多晶硅淀积工艺的流程图。
具体实施例方式良好的多晶硅填充孔的能力应具有以下的特征1)填充后没有空隙或空隙很小；
2)填充物与被填充物体应力匹配；3)填充物具有稳定的电阻率。参考图1所示，揭示了根据本发明的多晶硅淀积工艺的一个实施例的流程，该多 晶硅淀积工艺用于填充具有高深宽比的孔，该工艺包括Si.在高温下向孔中通入氢气去除孔表面的氧化层。S2.在高温下向孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散，在一个实施例中，通入 的掺杂气体为磷烷或硼烷。
S3.降低温度到适合多晶硅生长的温度。S4.在低温下进行多晶硅淀积，多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同 的多晶硅生长速率。在一个实施例中，在淀积多晶硅的过程中，使用氢气作为携带气体，硅 烷作为硅源气体。并且，在分阶段进行多晶硅淀积中，初始阶段多晶硅具有高生长速率。对 于多晶硅生长速率的调整，可以通过调节硅源气体的流量和控制压力来实现。上述的多晶硅淀积工艺用于外延设备。该多晶硅淀积工艺可以用于淀积N型或P型多晶硅。综合而言，本发明利用化学气相淀积多晶硅用于填充孔，并且在淀积过程中同时 进行杂质掺杂以达到需要的电阻率。在淀积多晶硅的过程中采用氢气作为携带气体，硅烷 作为硅源气体，在掺杂过程中采用磷烷或硼烷作为掺杂源气体。淀积多晶硅在变温条件下 进行分步淀积。整个工艺过程中，首先在高温下通入氢气以除去孔表面的自然氧化层，确保 淀积的多晶硅和孔有良好的接触。其次通入掺杂源气体，在高温下对孔壁进行掺杂并扩散， 保证良好的均勻掺杂的效果。再将工艺温度降低到低温下进行多晶硅的生长，最初阶段可 以以较快生长速率进行生长，一定时间后调节硅源气体的流量和设备腔体的压力来达到更 好的填充效果。该方法能较好地解决高深宽比的孔的填充并保证良好的接触效果。采用本发明的技术方案，能够较好解决高深宽比的孔的多晶硅填充并保证良好的 接触效果，同时，本发明的多晶硅淀积工艺能够用于淀积N型或P型多晶硅。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的 人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本 发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最 大范围。
权利要求
一种多晶硅淀积工艺，用于填充具有高深宽比的孔，其特征在于，该工艺包括在高温下向所述孔中通入氢气去除孔表面的氧化层；在高温下向所述孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散；降低温度；在低温下进行多晶硅淀积，所述多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同的多晶硅生长速率。
2.如权利要求1所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于，在淀积多晶硅的过程中，使用氢气作为携带气体，硅烷作为硅源气体。
3.如权利要求1所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于， 所述通入的掺杂气体为磷烷或硼烷。
4.如权利要求1所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于，所述分阶段进行多晶硅淀积中，初始阶段多晶硅具有高生长速率。
5.如权利要求4所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于，所述分阶段进行多晶硅淀积中，通过调节硅源气体的流量和控制压力来调整多晶硅生 长速率。
6.如权利要求1所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于， 所述的多晶硅淀积工艺用于外延设备。
7.如权利要求1所述的多晶硅淀积工艺，其特征在于， 所述多晶硅淀积工艺淀积N型或P型多晶硅。
全文摘要
本发明揭示了一种多晶硅淀积工艺，用于填充具有高深宽比的孔，该工艺包括在高温下向孔中通入氢气去除孔表面的氧化层；在高温下向孔中通入掺杂气体对孔壁进行掺杂及扩散；降低温度；在低温下进行多晶硅淀积，多晶硅淀积是分阶段进行，且不同的阶段具有不同的多晶硅生长速率。采用本发明的技术方案，能够较好解决高深宽比的孔的多晶硅填充并保证良好的接触效果，同时，本发明的多晶硅淀积工艺能够用于淀积N型或P型多晶硅。
文档编号H01L21/22GK101859699SQ20091004907
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者刘丽, 刘启星, 孔天午, 杨青森, 汪大祥, 胡竹平, 蒋丽萍, 钱慧 申请人:上海先进半导体制造股份有限公司