厚多晶硅膜饱和掺杂工艺研究

林 丽，聂圆燕，吴晓鸫

（无锡中微晶园电子有限公司，江苏 无锡 214035）

1 引言

在微电子领域中，多晶硅的应用十分广泛。其中，最多的是用作栅电极，而使用多晶硅来制作电阻也非常常见。一般来说，多晶电阻的方块电阻值，都在几十Ω.□-1以上。高值电阻应用非常广泛，制作工艺也很成熟。但是部分特殊电路，会要求将多晶电阻率做到非常低。以下讨论的即为低阻的多晶电阻制作。

根据电路功能的特殊需求，需要制作方块电阻低至2Ω.□-1～4Ω.□-1的多晶硅薄膜。由于多晶阻值很低，因此采用淀积多晶硅膜、再进行炉管饱和掺杂的方法来完成。

2 多晶硅薄膜淀积

2.1 SiO2衬底

由于低阻多晶电阻需要进行饱和掺杂来完成，多晶硅中的杂质浓度非常高。为了防止在饱和掺杂和后续退火过程中，掺杂杂质扩散进入衬底中，在多晶硅和衬底之间，需要有一层较厚的SiO2作为阻挡层。

2.2 LPCVD多晶薄膜淀积

多晶硅通常在580℃～650℃下由硅烷分解淀积。用于淀积多晶硅的主流技术是LPCVD，因为它的均一性，纯度和经济性较好，反应副产物少，洁净度高。多晶硅淀积化学式如下：

基于多晶硅方块电阻值要求，集成电路中常用的几百纳米厚度的多晶硅是无法达到的，需要生长厚多晶硅膜。根据350nm以及1 000nm多晶硅进行饱和掺杂的实验结果，预估要达到2Ω·□-1～4Ω·□-1，需要淀积2 000nm厚的多晶硅薄膜进行饱和掺杂。

3 多晶硅饱和掺杂

3.1 扩散模式

杂质在多晶硅膜中，由于晶粒间界的存在，扩散方式比较复杂。杂质在晶粒间界的扩散比晶粒内点阵间的扩散快很多。……