以CVD工藝制備的多晶硅薄膜厚度均勻、晶粒尺寸適中、臺階覆蓋特性好,ACT4501SH-T因此被普遍采用,特別是其中可以大批量、經(jīng)濟性生產(chǎn)的LPCVD方法用得最普遍。通常LPCVD多晶硅是在575~650℃的溫度范圍內(nèi),用硅烷在低壓熱壁式反應(yīng)器中進(jìn)行淀積的。化學(xué)反應(yīng)方程式如下:硅烷被吸附在襯底上之后,分解生成硅,硅在襯底上遷移、排列形成多晶硅薄膜。實際工藝的淀積速率主要是受襯底表面氫的解吸附限制。淀積速率主要依賴于氣體壓力、溫度和硅烷分壓。典型的淀積速率在10~100nm/min之間。在前面7.2,2節(jié)的圖⒎3中給出了多晶硅薄膜淀積速率與硅烷氣流速率的關(guān)系曲線。圖⒎31所示是不同溫度下多晶硅淀積速率與淀積壓力的關(guān)系曲線。由圖中曲線可知淀積速率分別隨硅烷氣流速率、溫度、壓力的上升而加快。

   多晶硅薄膜質(zhì)量,如結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)等特性也依賴于淀積溫度、壓力、硅烷分壓,以及隨后的熱處理過程。

   常用的LPCVD是水平爐管式反應(yīng)器,氣體通過管道從爐管前端流人,以尾端抽出,因此會出現(xiàn)氣缺現(xiàn)象。通常將爐管溫度從前端到后端設(shè)置一定溫度梯度,通過提高淀積速率來補償硅烷的消耗。然而,隨著溫度的緩慢升高,對襯底上處于不同位置淀積的薄膜也會帶來影響,在爐管后端襯底上淀積的多晶硅的晶粒尺寸比在前端的大。通常是通過高溫退火來消除片間多晶晶粒尺寸差異的,退火之后晶粒尺寸、結(jié)構(gòu)就會趨于一致。在一批100片大直徑硅片上淀積的多晶硅薄膜的厚度均勻性通常約為5%。近年來,分布式人口的LPC、①反應(yīng)器越來越多地用于多晶硅薄膜的淀積,氣缺現(xiàn)象已得到了很好的解決。LPCl/D多晶硅工藝控制的關(guān)鍵是避免顆粒污染,硅烷必須用氫氣或氮氣稀釋,徹底避免氧氣進(jìn)人 反應(yīng)器和管路。如果硅烷氣體分壓過高,淀積速率過快,未被吸附在氣相發(fā)生分解,這會帶來顆粒污染,甚至形成粗糙的多孔硅薄膜。