專利名稱：多晶硅膜的形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在半導體晶片等被處理基板上形成摻雜有磷或硼的多 晶硅膜的多晶硅膜的形成方法，特別是涉及在半導體處理中利用的技
術。此處，半導體處理是指為了通過在半導體晶片、LCD(Liquid Crystal Display)等FPD (Flat Panel Display)用的玻璃基板等被處理體上以規(guī) 定的圖案形成半導體層、絕緣層、導電層等，制造在該被處理體上包 括半導體器件、與半導體器件連接的配線、電極等的結構物而實施的 各種處理。
背景技術：
半導體器件由各種薄膜疊層而構成，作為這樣的薄膜使用摻雜有 磷(P)、硼(B)的多晶硅膜。這樣的被摻雜的多晶硅膜作為電阻元件、 柵電極、配線等被使用。
在形成這樣的被摻雜的多晶硅時，因為控制性優(yōu)異、不會產(chǎn)生離 子進入等基板損傷，減壓CVD (Chemical Vapor Deposition)被廣泛利 用。
通過減壓CVD進行的磷摻雜多晶硅膜的成膜，目前多采用立式熱 處理裝置。通過該立式熱處理裝置引起的磷摻雜多晶硅的成膜，在晶 舟上載有多枚半導體晶片(以下，簡記為晶片)，搬入反應管內，將反 應管內的溫度設定在例如59(TC以上，并且向反應管內導入處理氣體例 如甲硅垸(SiH4)氣體和磷化氫(PH3)氣體，并且將反應管內維持在 規(guī)定的真空度(例如，特開平9-129562號公報)。此外，也可以使用下 述方法作為成膜氣體，可以使用乙硅烷(Si2H6)取代甲硅垸，在例 如580。C以下的溫度下形成摻雜磷的非晶硅膜，在例如600 100(TC左 右的溫度下，對該薄膜進行退火、聚合化(例如，特開平7-86173號公 報)。
但是，最近半導體器件的設計規(guī)則日益微細化，在形成圖案時要求極高的加工精度。而通過上述技術形成的磷摻雜多晶硅膜，結晶粒徑的下限在300nm左右，很難滿足微細加工的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種多晶硅膜的形成方法，其能夠形成具 有微細的晶粒、并摻雜有磷或硼的多晶硅。
本發(fā)明的第一觀點提供一種多晶硅膜的形成方法，用于形成摻雜有磷或硼的多晶硅膜，該方法的特征在于，具有下述工序將被處理 基板配置在反應容器內， 一邊在減壓氣氛下對被處理基板進行加熱， 一邊向上述反應容器內導入硅成膜用氣體、用于向膜中摻雜磷或硼的 氣體、和含有防止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分 的粒徑調整用氣體，在上述被處理基板上堆積摻雜有磷或硼的硅膜。
本發(fā)明的第二觀點提供一種多晶硅膜的形成方法，用于形成摻雜 有磷或硼的多晶硅膜，該方法的特征在于，具有下述工序
一邊將收納有被處理基板的反應容器內設定在減壓氣氛的第一壓力和400 65(TC的第一溫度， 一邊向上述反應容器內分別以第一流量導入硅烷類氣體、以小于上述第一流量的第二流量導入用于在膜中摻 雜磷或硼的摻雜用氣體、以小于上述第一流量的第三流量導入含有防 止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分的粒徑調整用氣 體，在上述被處理基板上堆積摻雜有磷或硼的非晶硅膜，其中，上述粒徑調整用氣體具有選自C2H4氣體、N20氣體、NO氣體、NH3氣體 中的至少一種氣體；
一邊將收納有上述被處理基板的上述反應容器內設定在高于上述 第一溫度的第二壓力和高于上述第一溫度且為550 110(TC的第二溫 度， 一邊對上述非晶硅膜進行熱處理，轉換為摻雜有磷或硼的多晶硅 膜。


圖1為用于實施本發(fā)明實施方式的成膜方法的成膜裝置的一例的 縱向截面圖。
圖2A、 2B、 2C為表示分別使用C2H4氣體、>}20氣體、NO氣體，改變它們的流量，進行摻雜磷的非晶硅膜的成膜處理時的利用SIMS (二次離子質量分析計)得到的膜中各元素的密度的圖。
圖3為表示分別使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變它們 的流量，進行摻雜磷的非晶硅膜的成膜處理時的流量和成膜速度的關 系的圖。
圖4為表示分別使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變它們 的流量，進行摻雜有磷的非晶硅膜的成膜處理時的晶舟的頂部、中部、 底部的晶片的膜厚的面內均勻性的結果的圖。
圖5為表示使用C必4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進 行成膜處理時的晶舟的頂部、中部、底部的晶片上的膜的磷濃度的結 果的圖。
圖6為表示使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進 行成膜處理時的晶舟的頂部、中心、底部的晶片上的膜的Haze的圖。
圖7為表示使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進 行成膜處理后，進行退火，形成多晶硅膜時的流量和粒徑的關系的圖。
圖8為使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進行成 膜處理后，進行退火，形成多晶硅膜時的各元素濃度和粒徑的關系的 圖。
圖9為使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進行成 膜處理后，進行退火，形成多晶硅膜時的流量和比電阻的關系的圖。
圖10為使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變流量，進行成 膜處理后，進行退火，形成多晶硅膜時的各元素濃度和比電阻的關系 的圖。
圖11為使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，進行成膜處理后， 進行退火，形成多晶硅膜時的粒徑和比電阻的關系的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。其中，在以下的說明 中，具有大致相同的功能和結構的構成要素使用相同的符號，只在必 要的情況下進行重復說明。
圖1為用于實施本發(fā)明實施方式的成膜方法的成膜裝置的一例的縱向截面圖。成膜裝置1具有加熱爐2，該加熱爐2具有具有頂部的 筒狀的絕熱體3;和設置在絕熱體3的內周面的加熱器4。加熱爐2設
置在底座5上。
在加熱爐2內插入有作為反應容器的反應管10，該反應管10形成
具有例如由石英構成的上端關閉的外管11和在該外管11內同心狀設
置的例如由石英構成的內管12的雙重管結構。而且，上述加熱器4設 置為圍繞反應管10的外側。
上述外管11和內管12，通過各自的下端保持在由不銹鋼等構成的 筒狀的歧管13上，該歧管13的下端開口部上開閉自由地設置有用于 氣密地密封該開口的蓋部14。
在蓋部14的中心部通過例如磁封以氣密狀態(tài)插通有能夠旋轉的旋 轉軸15，旋轉軸15的下端與升降臺16的旋轉機構17連接，上端固定 在轉臺18上。在轉臺18上隔著保溫筒19搭載有作為晶片保持具的例 如石英制的晶舟20，該晶舟20構成為能夠以規(guī)定間隔的間距重疊收容 多個例如50 150枚晶片W。通過升降機構(未圖示)對升降臺16進 行升降，能夠將晶舟20向反應管10內搬入搬出。將晶舟20搬入反應 管10內時，上述蓋部14與歧管13緊密連接，其間隙被氣密地密封。
此外，成膜裝置l具有向反應管10內導入成膜氣體的成膜氣體 供給機構21;向反應管10內導入掾雜用氣體的摻雜用氣體供給機構 22;和向反應管10內導入用于調整成膜的被摻雜的多晶硅的結晶粒徑 的氣體的粒徑調整用氣體供給機構23。
成膜氣體供給機構21具有成膜氣體供給源25、從成膜氣體供給源 25導入成膜氣體、貫通歧管13的側壁下部而設置的成膜氣體配管26。 成膜氣體配管26上設置有開閉閥27和質量流量控制器這樣的流量控 制器28，由此能夠對成膜氣體進行流量控制并進行供給。作為成膜氣 體，能夠使用甲硅垸(SiH4)氣體、乙硅烷(Si2H6)氣體等硅烷類氣 體。
摻雜用氣體供給機構22具有摻雜用氣體供給源29和從摻雜用氣 體供給源29導入摻雜用氣體、貫通歧管13的側壁下部而設置的慘雜 用氣體配管30。在摻雜用氣體配管30上設置有開閉閥31和質量流量 控制器這樣的流量控制器32，能夠對慘雜用氣體進行流量控制并進行供給。作為摻雜用氣體，能夠適用用于摻雜磷(P)的磷摻雜用氣體和 用于摻雜硼(B)的硼摻雜用氣體。作為磷摻雜用氣體可以舉出磷化氫
(PH3)氣體，作為硼摻雜用氣體可以舉出氟化硼(BF3)氣體。
粒徑調整用氣體供給機構23具有粒徑調整用氣體供給源33、和從 粒徑調整用氣體供給源33導入粒徑調整用氣體、貫通歧管13的側壁 下部而設置的粒徑調整用氣體配管34。在粒徑調整用配管34上設置有 開閉閥35和質量流量控制器這樣的流量控制器36，能夠對粒徑調整用 氣體進行流量控制并進行供給。粒徑調整用氣體供給通過與多晶硅中 的Si結合而防止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分。 作為這種成分，可以選自碳(C)、氮(N)、氧(0)，優(yōu)選使用含有這 些中的至少一種的物質。作為粒徑調整用氣體，能夠使用含有這些成 分中的至少一種的含C氣體、含N氣體、含O氣體。作為具體的氣體， 可以舉出C2H4氣體、N20氣體、NO氣體、NH3氣體等，這些氣體可 以單獨使用，也可以復合使用。這些中，從穩(wěn)定性、控制性、效果的 觀點出發(fā)，優(yōu)選含C氣體的QH4氣體。
此外，在歧管13的側壁上部連接有用于從外管11和內管12的間 隙排出處理氣體的排氣管38。該排氣管38與用于對反應管10內進行 排氣的真空泵39連接，此外，在排氣管38上設置有包括壓力調整閥 等的壓力調整機構40。通過真空泵39，對反應管10內進行排氣，并 且利用壓力調整機構40將反應管10內調整到規(guī)定的壓力。
該成膜裝置1具有控制部50，該控制部具有對其各構成部分，例 如閥類、質量流量控制器、加熱器電源、升降機構等驅動機構進行控 制的計算機。該控制部50具有存儲部，該存儲部存儲有記載了成膜裝 置1中的處理的處理參數(shù)和處理順序的方案以及進行讀出該方案等的 程序。
接著，說明使用以上的成膜裝置進行的成膜方法。 首先，利用加熱器4對反應管10內進行加熱，使得晶舟20的中 部(上下方向的中央部)的溫度優(yōu)選為400 650°C，例如525°C，利 用升降臺16從下方開口部將保持有例如150枚晶片W的晶舟20搬入 反應管10內。
接著，對反應管10內進行排真空，直到0.133 26.6Pa、例如0.399Pa的真空度。之后，從成膜氣體供給源25通過成膜氣體配管26向內管 12內以100 3000mL / min (sccm)、優(yōu)選300 2000mL / min的流量 供給成膜氣體，例如甲硅烷氣體。同時，以小于成膜氣體的流量，從 摻雜用氣體供給源29通過摻雜用氣體配管30向內管12內供給摻雜用 氣體。此處，在使用磷摻雜用氣體的情況下，例如以1 500mL/min (sccm)、優(yōu)選50 300mL/min的流量供給磷化氫氣體。此外，在使 用硼摻雜用氣體代替磷摻雜用氣體的情況下，例如，以0.05 50mL/ min (sccm)、優(yōu)選0.5 10mL / min的流量供給氟化硼氣體。
此外，在供給成膜氣體和摻雜用氣體的同時，以小于成膜氣體的 流量，從粒徑調整用氣體供給源33通過粒徑調整用氣體配管34向內 管12內供給粒徑調整用氣體。粒徑調整用氣體根據(jù)其氣體的種類，適 宜的流量不同，在為C2H4氣體的情況下，為1 100mL/min (sccm)、 優(yōu)選為5 50mL/min的流量，在為N20氣體的情況下，為50mL / min (sccm)以下，在為NO氣體的情況下，為1 5mL/min (sccm)， 在為NH3氣體的情況下，為l 100mL/min (sccm)。
并且，反應管10內優(yōu)選排氣到26.6 266.6Pa，例如53.3Pa的壓 力，以例如1 10rpm的轉速使晶舟20旋轉，進行30分鐘的成膜。
其中，作為成膜氣體使用乙硅烷，作為粒徑調整用氣體使用C2H4 氣體的情況下，能夠使用下述條件。即，乙硅烷的流量為10 1000mL / min(sccm)，優(yōu)選為50 500mL / min， 02: 4氣體的流量為1 100mL /min (sccm)，優(yōu)選為1 50mL/min。摻雜用氣體的流量可以與上述 范圍相同。成膜溫度為350 600°C，成膜壓力為6.67 1333.3Pa，優(yōu) 選為26.6 666.6Pa。
通過進行這樣的成膜處理，堆積摻雜有磷的非晶硅膜。通過用氟 化硼氣體代替磷化氫氣體，同樣堆積摻雜有硼的非晶硅膜。
這樣的成膜處理之后，從未圖示的吹掃氣體配管向反應管10內導 入吹掃氣體，例如N2氣體，將反應管10內的氣體排出。接著，在比 成膜壓力高的壓力，優(yōu)選2666 101330Pa、更優(yōu)選91997 101330Pa 的壓力，以及比成膜溫度高的溫度，優(yōu)選550 1100。C，例如950。C的 溫度下，供給規(guī)定的退火氣體，例如N2氣體，進行退火處理。其中， 該退火處理也可以在別的熱處理裝置中進行。通過這樣的退火處理，非晶硅膜結晶化，轉換為多晶硅膜。這樣 得到的慘雜有磷或硼的多晶硅膜，結晶粒徑被微細化，半導體器件形 成時的微細加工性極好。
艮口，現(xiàn)有的摻雜有磷或硼的多晶硅膜，粒徑為300nm左右，難以 滿足微細加工的要求，但本發(fā)明中，使用粒徑調整用氣體，使用含有 在膜中與多晶硅中的Si結合，防止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結 晶微細化的成分，具體地含有碳(C)、氮(N)、氧(0)的含C氣體、 含N氣體、含0氣體中的至少一種，因此能夠將硅結晶微細化到100nm 以下，能夠進行期望的微細加工。
這是由于在多晶硅膜中導入碳(C)、氮(N)、氧(0)，形成Si-C 鍵、Si-N鍵、Si-O鍵。即，多晶硅結晶為柱狀晶，隨著結晶化的推進， 成長為柱狀，變成大的結晶，但形成Si-C鍵、Si-N鍵、Si-O鍵時，這 些鍵會阻止這樣的柱狀晶生長，能夠無規(guī)地形成微細的結晶。
作為含C氣體、含N氣體、含O氣體，必須是在成膜溫度以下的 溫度下分解，C、 N、 O能夠擴散到膜中的氣體。作為這樣的氣體，可 以舉出上述的<:2114氣體、N20氣體、NO氣體、NH3氣體。
接著，說明使用粒徑調整用氣體、進行實際成膜的實驗結果。
這里，使用圖l的裝置，搬入搭載有50枚晶片的晶舟，使用SiH4 氣體作為成膜氣體，使用PH3氣體作為摻雜用氣體，形成磷摻雜多晶 硅膜時，使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體作為粒徑調整用氣體， 進行實驗。以下表示基本條件。
(1) 成膜處理 溫度525 °C
反應管內的壓力53.3Pa SiH4氣體流量500mL/min (sccm) PH3氣體流量56.3mL/min (sccm)
(2) 退火處理 溫度950°C
反應管內的壓力96000Pa
退火氣體(N2氣體)流量10000mL/min (sccm) 在第一實驗中，使用C2H4氣體、N20氣體、NO氣體，改變這些的流量，進行上述成膜處理，通過SIMS (二次離子質量分析計)求出 膜中各元素的密度。此時的測定條件如下所示。 一次離子種Cs+
一次加速電壓3.0kV 檢測區(qū)域180mmx 180mm 測定機PHIADEPT1010
其結果示于圖2A-C。圖2A為C2H4氣體的結果、圖2B為N20氣 體的結果、圖2C為NO氣體的結果。由此可知，通過使用C2H4氣體， 向膜中導入C，通過使用N20氣體，主要導入O (但是也導入N)，通 過使用NO氣體，主要導入N (但是也導入O)，其導入量與流量基本 呈比例。
在第二實驗中，在上述條件下，使用C2H4氣體、N20氣體、NO 氣體，使流量變化，進行成膜處理時，掌握晶舟的頂部、中部、底部 的晶片的成膜速度。其結果示于圖3。如圖3所示可知，根據(jù)氣體的種
類，成膜速度大不相同，C2H4氣體因流量引起的成膜速度變化最小。
比較NO氣體和N20氣體，可知NO氣體隨著流量增加成膜速度急速 下降，因此，該變化依存于NO的流量。在C2H4氣體、N,—0氣體的情 況下，不隨流量變化而變化，面間的成膜速度一定，而使用NO的情 況下，僅僅在3mL/min (sccm)的流量下，面間的成膜速度的變化極大。
在第三實驗中，掌握在上述條件下，使用C2H4氣體、N20氣體、
NO氣體，使流量變化，進行成膜處理時，晶舟的頂部、中部、底部的 晶片的膜厚的面內均勻性。其結果示于圖4。如圖4所示可知，在C2H4 氣體、N20氣體的情況下，根據(jù)流量和晶片位置，面內均勻性穩(wěn)定， 而在NO氣體的情況下，流量依存性強，在3mL/min (sccm)面內均 勻性在底部側有惡化的傾向。
從以上的圖3、圖4的結果可知，相對于成膜速度的穩(wěn)定性，作為
C摻雜用氣體的C2H4氣體最高。
在第四實驗中，掌握在上述條件下，使用C2H4氣體、N20氣體、
NO氣體，使流量變化，進行成膜處理時，晶舟的頂部、中部、底部的 晶片上的膜的磷濃度。其結果示于圖5。如圖所示可知，在C2H4氣體的情況下，因流量引起的磷濃度的變化基本不發(fā)生，并且面間的磷濃 度也穩(wěn)定。與此相對，在使用N20氣體、NO氣體的情況下，隨著流
量的增加磷濃度減少。并且，在NO氣體的情況下，3mL/min (sccm) 的面間磷濃度的變化很大。在上述條件下，退火后也出現(xiàn)大致相同的 傾向。從以上的結果可以確認，相對于磷濃度的穩(wěn)定性，作為C摻雜
用氣體的C2H4氣體最高。
在第五實驗中，掌握在上述條件下，使用C2H4氣體、N20氣體、
NO氣體，使流量變化，進行成膜處理時，晶舟的頂部、中部、底部的 晶片上的膜的Haze。 Haze是在暗視野檢查下利用通過激光的散射生成 的低頻信號，求出通過晶片處理的表面的均勻性、粗糙度、微細的變 化，是表示表面狀態(tài)(表面皸裂)的指標，越低表示表面狀態(tài)越好。 其結果示于圖6。如該圖所示可知，C2H4氣體、N20氣體，使流量增 加時、表面狀態(tài)有充分改善的傾向，在NO氣體的情況下，即使使流 量增加、表面狀態(tài)沒有充分改善的傾向。
在第六實驗中，掌握在上述條件下，使用C2HU氣體、N20氣體、 NO氣體，使流量變化，進行成膜處理后，在上述條件下進行退火，形 成多晶硅膜時的粒徑的尺寸。粒徑通過使用透射型顯微鏡(TEM)的 攝影圖像的粒徑解析求得。圖7表示此時的流量和粒徑的關系。如該 圖所示可知，任一種氣體都有減小粒徑的效果，能夠得到作為目標的 100nm以下的粒徑。這些之中，在使用NO氣體的情況下，小流量時
有粒徑急速減小的傾向，在使用C2H4氣體時，相對于流量的粒徑的減
少率最低，N20氣體在其中間，但是到達粒徑?jīng)]有很大的差別。從以 上結果可知，考慮到控制性，相對于流量，粒徑緩慢變化的C2H4容易
控制到期望的粒徑，因此最好。圖8顯示各元素濃度和粒徑的關系。 圖8的橫軸的元素濃度，是來自圖2A-C的SIMS的結果，N20氣體以 膜中的O濃度標記，NO氣體以膜中的N濃度標記，C2H4氣體以膜中 的C濃度標記。從該圖可知，C2H4氣體相對于C濃度的變化粒徑變化
的直線性好，并且還可知，使用C2H4氣體的情況下，粒徑控制性最好。 在第七實驗中，掌握在上述條件下，使用C2H4氣體、N20氣體、
NO氣體，使流量變化，進行成膜處理后，在上述條件下進行退火，形 成多晶硅膜時的比電阻。圖9表示此時的流量與比電阻的關系。如該圖所示可知，根據(jù)氣體種類的不同，比電阻完全不同，但隨著氣體流 量的增加，比電阻有上升的傾向，C2H4氣體的比電阻有最低的傾向。 此外，圖IO是表示各元素濃度和比電阻的關系的圖。圖10的橫軸的
元素濃度是來自圖2A-C的SIMS的結果，N20氣體以膜中的O濃度標 記，NO氣體以膜中的N濃度標記，C2H4氣體以膜中的C濃度標記。 比電阻還與膜中的磷濃度相關，因此不能一概而論，但是C有最低的 傾向。圖ll為橫軸取粒徑、縱軸取比電阻進行標記的結果，可以看出 粒徑越小電阻越升高。
從以上結果可知，作為粒徑調整用氣體，能夠使用含N氣體的NO 氣體、含0氣體的N20氣體、含C氣體的C2H4氣體中的任一種，但 從穩(wěn)定性、控制性和比電阻值方面綜合判斷，含C氣體的C2H/氣體最 適合。此外，因為比電阻隨著粒徑變小變得越高，因此決定粒徑調整 用氣體的流量以便得到比電阻容許的范圍內的粒徑很有必要。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，導入含有防止多晶硅結晶柱狀化并促進 多晶硅結晶微細化的成分的粒徑調整用氣體并進行成膜，能夠形成含 有微細的晶粒、摻雜有磷或硼的多晶硅。
但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式，還能夠進行各種變更。例 如，在上述實施方式中，說明在形成非晶硅膜后，通過退火進行聚合 的情況，但并不限于此，也能夠適用于在多晶硅生成溫度的60(TC以上 進行成膜直接得到多晶硅膜的情況。此外，在上述實施方式中，對適 用于將多個基板一起處理的分批式處理的情況進行了說明，但也可以 是單片式。
作為粒徑調整用氣體，只要是含有與多晶硅中的Si結合，防止多 晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分的物質就可以，不限 于上述實施方式中記載的物質。此外，作為被處理基板，不限于半導 體晶片，F(xiàn)PD (平板顯示器)用的玻璃基板等、其他的基板也可以。
權利要求
1.一種多晶硅膜的形成方法，用于形成摻雜有磷或硼的多晶硅膜，該方法的特征在于，具有下述工序將被處理基板配置在反應容器內，一邊在減壓氣氛下對被處理基板進行加熱，一邊向所述反應容器內導入硅成膜用氣體、用于向膜中摻雜磷或硼的氣體、和含有防止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分的粒徑調整用氣體，在所述被處理基板上堆積摻雜有磷或硼的硅膜。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅膜為非晶硅膜，所述方法還具有對所述非晶硅膜實施熱處 理，轉換為摻雜有磷或硼的多晶硅膜的工序。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于， 所述硅成膜用氣體為硅烷類氣體。
4. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述粒徑調整用氣體的促進多晶硅結晶微細化的成分具有選自碳 (C)、氮(N)、氧(0)中的至少一種成分。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述粒徑調整用氣體具有選自含C氣體、含N氣體、含O氣體中 的至少一種氣體。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于， 所述粒徑調整用氣體具有選自C2H4氣體、N20氣體、NO氣體、NH3氣體中的至少一種氣體。
7. 如權利要求4所述的方法，其特征在于， 所述粒徑調整用氣體為含C氣體。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于， 所述粒徑調整用氣體為C2H4氣體。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法將形成的多晶硅膜的多晶硅結晶的粒徑設定為平均粒徑在100nm以下。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述粒徑調整用氣體的流量小于所述硅成膜用氣體的流量。
11. 一種多晶硅膜的形成方法，用于形成摻雜有磷或硼的多晶硅膜，該方法的特征在于，具有下述工序一邊將收納有被處理基板的反應容器內設定在減壓氣氛的第一壓力和400 65(TC的第一溫度， 一邊向所述反應容器內分別以第一流量 導入硅垸類氣體、以小于所述第一流量的第二流量導入用于在膜中摻 雜磷或硼的摻雜用氣體、以小于所述第一流量的第三流量導入含有防 止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分的粒徑調整用氣 體，在所述被處理基板上堆積摻雜有磷或硼的非晶硅膜，其中，所述 粒徑調整用氣體具有選自C2H4氣體、N20氣體、NO氣體、NH3氣體 中的至少一種氣體；一邊將收納有所述被處理基板的所述反應容器內設定在高于所述 第一溫度的第二壓力和高于所述第一溫度且為550 110(TC的第二溫 度， 一邊對所述非晶硅膜實施熱處理，轉換為摻雜有磷或硼的多晶硅 膜。
12. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于， 所述方法將形成的多晶硅膜的多晶硅結晶的粒徑設定為平均粒徑在100nm以下。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述粒徑調整用氣體為C2H4氣體。
14. 如權利要求13所述的方法，其特征在于， 所述硅垸類氣體包括SiH4氣體或SkH6氣體。
15. 如權利要求14所述的方法，其特征在于， 所述摻雜用氣體包括PH3氣體或BF3氣體。
16. 如權利要求15所述的方法，其特征在于， 所述硅垸類氣體為SiH4氣體，所述第一流量為100 3000mL/min，所述粒徑調整用氣體為C2H4氣體，所述第三流量為1 100mL/ min。
17. 如權利要求15所述的方法，其特征在于， 所述硅烷類氣體為Si2H6氣體，所述第一流量為10 1000mL/min，所述粒徑調整用氣體為C2H4氣體，所述第三流量為1 100mL/ min。
18. 如權利要求11所述的方法，其特征在于， 所述第一壓力為26.6 266.6Pa，所述第二壓力為91997 101330Pa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅膜的形成方法，用于形成摻雜有磷或硼的多晶硅膜，該方法的特征在于，具有下述工序將被處理基板配置在反應容器內，一邊在減壓氣氛下對被處理基板進行加熱，一邊向上述反應容器內導入硅成膜用氣體、用于向膜中摻雜磷或硼的氣體、和含有防止多晶硅結晶柱狀化并促進多晶硅結晶微細化的成分的粒徑調整用氣體，在上述被處理基板上堆積摻雜有磷或硼的硅膜。
文檔編號H01L21/205GK101409232SQ200810167500
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權日2007年10月12日
發(fā)明者岡田充弘, 宮原孝廣, 西村俊治 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社