单晶圆系统的多晶硅沉积方法

单晶圆系统也能进行多晶硅沉积。这种沉积方法的好处之一在于能够临场进行多晶硅和钨硅化物沉积。DRAM芯片中通常使用由多晶硅-钧硅化物形成的叠合型薄膜作为栅极、局部连线及单元连线。临场多晶硅/硅化物沉积过程可以节省钨硅化物沉积之前，去除多晶硅层上的表面氧化层过程和表面清洗步骤，这些步骤都是传统的高温炉多晶硅沉积和CVD钨硅化物工艺所必需的。使用多晶硅-钨硅化物整合系统可以使产量明显增加。如下图所示，单晶圆的多晶硅沉积反应室与单晶圆外延硅沉积反应室类似。下图所示是一个整合了多晶硅和钙硅化物的沉积系统，或称为多晶硅化物系统。

在整合多晶硅化物系统中，晶圆从装载系统中载入，然后利用机械手臂将晶圆从转换室送入多晶硅反应室。多晶硅沉积之后，再将晶圆由多晶硅反应室取出转送到钨硅化物进行沉积，这个过程经过处于真空状态的转换室。当多晶硅化物沉积完成 后，机器手臂将再次取出晶圆送到冷却室。冷却室内的氮气将晶圆的热量带走，最后机器手臂将晶圆放在装载系统中的塑胶晶圆盒内准备卸载。

对于先进的dram芯片，多晶硅、硅化钨、钙氮化和钨（多晶硅/ WSL/WN/W）堆积是常用的栅/数据线；钨氮化物、钙（WN/W）堆积被用于位线。最先进的DRAM芯片采用埋数据线 （BWL）技术，它采用TiN/W堆积于阵列晶体管的栅极和数据线；多晶硅/WSi“/ WN/W置于位线和外围晶体管的栅电极。

单晶圆的多晶硅沉积主要在10〜200 Torr的低压下采用硅烷化学反应进行，沉积时的温度为550 -750摄氏度，沉积速率可高达2000 A/mino干式清洁系统中通常使用HC1移除沉积在 反应室内壁上的多晶硅薄膜，这将有助于减少微粒物的产生。

01氮化硅沉积

氮化硅是一种致密的材料，在IC芯片上广泛用于扩散阻挡层。硅局部氧化形成过程中，用氮化硅作为阻挡氧气扩散的遮蔽层（见下图）。因为氮化硅的研磨速率比未掺杂的硅玻璃低，因此浅槽隔离形成中，氮化硅也作为化学机械研磨（CMP）的停止层（见下图）。

氮化硅也可以用于形成侧壁空间层、氧化物侧壁空间层的刻蚀停止层或空间层。一般情况下，在金属沉积之前，电介质层（PMD）掺磷硅玻璃或硼磷玻璃沉积过程时，将首先沉积氮化硅层作为掺杂物的扩散阻挡层，从而可以防止硼或磷穿过超薄栅氧化层进入硅衬底造成元器件损伤。氮化硅阻挡层也可以作为自对准工艺的刻蚀停止层（见下图）。

这些氮化物可以通过LPCVDI艺形成。对于扩散阻挡层氮化物，先进的IC芯片制造考虑热积存问题，使用等离子体增强化学气相沉积（PECVD），因为PECVD反应需要的温度明显低于LPCVDO ，一些先进的CMOS集成电路芯片使用氮化应变，对PMOS和NMOS沟道形成应变。对于双轴应变技术，采用PECVD氮化物的压应力形成PMOS沟道压缩应变，利用LPVCD 的拉应力形成NMOS拉伸应变沟道。

审核编辑：汤梓红