[发明专利]形成非晶硅多层结构的方法

说明书

本发明公开一种形成非晶硅(Amorphous silicon)多层结构的方法，包含有以下步骤:首先，提供一基底材料层，接着形成一第一非晶硅层于该基底材料层上，该第一非晶硅层包含有氢原子位于其中，然后对该第一非晶硅层进行一紫外线固化步骤，以移除该第一非晶硅层中的氢原子，以及形成一第二非晶硅层于该第一非晶硅层上。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种改善形成非晶硅多层结构过程中会产生气泡缺陷的方法。

背景技术

非晶硅(Amorphous silicon)是应用于各种电子元件，例如太阳能电池、薄膜晶体管、图像传感器或微机电系统等的主要材料。在制造该些电子元件过程中，通常在沉积或图案化薄膜之后，在一基板上进行沉积非晶硅薄膜的步骤。非晶硅薄膜通常通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)，例如等离子体辅助化学气相沉积(plasma-enhanced CVD，PECVD)沉积。

图1为一现有气泡缺陷产生的示意图。首先提供一含氮材料层10，例如为一氮化硅(Si₃N₄)或是一氮碳化硅(SiCN)材料层，接着进行一PECVD步骤P0，以沉积一非晶硅层12在含氮材料层10上。

申请人发现，通过PECVD等方式，沉积非晶硅层12在含氮材料层10上时。由于PECVD的过程中将会使用SiH₄气体进行沉积，而SiH₄气体会与含氮材料层(例如SiCN)中的氮产生反应，并产生SiCN:H的键结，换句话说，部分的氢原子将会进入到含氮材料层10中。这些氢原子在沉积非晶硅的同时，又不断地从含氮材料层中组成氢气被释放，因此沉积的非晶硅层受到来自下方的氢气影响，会造成非晶硅层12的表面有许多隆起部分，因此具有一凹凸表面12a，在此将此缺陷称作气泡缺陷(Bubble defect)。

上述气泡缺陷，会影响整个非晶硅层的表面平整度，甚至不利于整体制作工艺的良率。因此如何解决上述气泡缺陷的问题，是本发明的目标之一。

发明内容

本发明提供一种形成非晶硅(Amorphous silicon)多层结构的方法，包含有以下步骤:首先，提供一基底材料层，接着形成一第一非晶硅层于该基底材料层上，该第一非晶硅层包含有氢原子位于其中，然后对该第一非晶硅层进行一紫外线固化步骤，以移除该第一非晶硅层中的氢原子，以及形成一第二非晶硅层于该第一非晶硅层上。

本发明提供一种形成非晶硅多层结构的方法，特别是一种改善形成非晶硅多层结构过程中会产生气泡缺陷的方法。主要特征在于先在含氮材料层上形成一较薄(厚度约小于300埃)的非晶硅层，接下来进行一紫外线固化步骤，以移除含氮材料层与非晶硅层中的氢原子。在氢原子被移除之后，后续沉积步骤中将不会再形成氢气并且影响非晶硅的表面，以降低气泡缺陷发生的可能性。本发明可以应用于各种半导体制作工艺中，并且提高整体制作工艺良率。

附图说明

图1为一现有气泡缺陷产生的示意图；

图2至图4为本发明第一较佳实施例的形成非晶硅多层结构的结构示意图。

主要元件符号说明

10 含氮材料层

12 第一非晶硅层

12a 凹凸表面

14 第二非晶硅层

14a 平坦表面

16 掩模层

P0 等离子体辅助化学气相沉积步骤

P1 第一等离子体辅助化学气相沉积步骤

P2 紫外线固化步骤