[发明专利]薄膜、其形成方法及其形成的栅极导电层

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种薄膜及其形成方法，可应用于半导体器件的栅极导电层形成。

背景技术

在半导体制程中，通常采用低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)在批次式炉管机台中生成硅薄膜(silicon film)。形成硅薄膜后，通常还需要对其进行离子注入(implant)来改变硅薄膜的特性而形成掺质型硅薄膜，掺质型硅薄膜常运用于栅极的构造中作为栅极导电层。

对于栅极导电层而言，硅薄膜晶粒尺寸会对离子注入造成影响，而离子注入的优劣将影响到栅极的表现，所以控制硅薄膜晶粒尺寸对于控制栅极导电层的性能至关重要。此外，当硅薄膜表面过于粗糙时也会导致离子注入的均匀性较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种薄膜及其形成方法，能够有效的控制晶粒尺寸或/及改善表面的粗糙度，以提高离子注入的质量。

本发明的次一目的在于提供一种栅极导电层，用于改善栅极导电层的性能。

为实现上述目的，本发明提供一种薄膜的形成方法，包括：

提供一衬底；及

在所述衬底上形成m层薄膜子层以及n层催化膜，所述薄膜子层和所述催化膜交替形成，且所述催化膜是通过对所述薄膜子层进行催化工艺形成，其中，n为大于或等于1的正整数，m为选自于n与n+1其中之一的正整数。

可选的，采用化学气相沉积法形成所述薄膜子层，所述薄膜子层的每一层厚度介于10纳米～25纳米。

可选的，所述薄膜子层具有相同单元厚度的m层，所述催化膜具有相同单元厚度的n层。

可选的，所述薄膜子层的厚度小于所述薄膜的厚度的1/4，所述催化膜的厚度小于所述薄膜子层的厚度的1/10，且所述催化膜的厚度介于0.1纳米～2.0纳米。

可选的，所述薄膜为硅薄膜，所述薄膜子层为硅薄膜子层，采用低压化学气相沉积法形成所述薄膜子层，反应气体包含选自于甲硅烷(SiH₄)与乙硅烷(Si₂H₆)所构成群组的其中之一，形成所述薄膜子层的反应腔室的温度范围为400℃～650℃，压强范围为80Pa～200Pa。

可选的，所述催化工艺中采用的催化气体包含选自于氮气(N₂)、氯气(Cl₂)、水蒸气(H₂O)、氧气(O₂)及乙烯(C₂H₄)所构成群组的其中之一，形成所述催化膜的反应腔室的温度范围为400℃～650℃，压强范围为80Pa～200Pa。

可选的，形成所述薄膜子层的反应腔室与形成所述催化膜的反应腔室为同一腔室。

可选的，对所述薄膜进行离子注入，使所述薄膜子层为掺质型薄膜子层。

可选的，所述薄膜子层中晶粒尺寸为0.5nm～3nm。

相应的，本发明还提供一种薄膜，包括：

一衬底；及

在所述衬底上形成的m层薄膜子层以及n层催化膜，所述薄膜子层和所述催化膜交替形成，且所述催化膜是通过对所述薄膜子层进行催化工艺形成，其中，n为大于等于1的正整数，m为选自于n与n+1其中之一的正整数。

可选的，所述薄膜子层的每一层厚度介于10纳米～25纳米，且所述催化膜的厚度介于0.1纳米～2.0纳米。

可选的，所述薄膜子层中晶粒尺寸为0.5nm～3nm。

可选的，所述催化膜为氧化膜。

可选的，所述薄膜子层为经离子注入的掺质型薄膜子层。

相应的，本发明还提供一种栅极导电层，包含如上所述的薄膜。

与现有技术相比，本发明提供的薄膜、其形成方法及其形成的栅极导电层中，将薄膜的形成分为m层薄膜子层与n层催化膜的交替形成，且所述催化膜是通过对所述薄膜子层进行催化工艺形成，最终形成的所有薄膜子层和所有催化膜的总厚度达到预定的薄膜厚度，由于每次形成薄膜子层之后均进行催化工艺，使得之前形成的薄膜子层中的晶粒生长中断，能够有效的控制晶粒尺寸及薄膜表面的粗糙度，避免晶粒的尺寸过大，提高了薄膜的表面平整度。

进一步的，采用本发明所述的薄膜的形成方法形成硅薄膜，对所述硅薄膜进行离子注入时，由于晶粒尺寸及表面粗糙度受到控制，离子注入的深度及均匀性能够被控制在较佳的状态，从而保证最终形成的半导体器件具有较佳的性能。

附图说明