[发明专利]导电多晶硅触点的扩散生成方法及设备

说明书

本发明提供一种导电多晶硅触点的扩散生成方法及设备，该方法首先提供一扩散炉管，在扩散炉管内设置一个晶圆盒缓存系统，晶圆盒经由晶圆盒缓存系统装载至扩散炉管内的缓存过程包括如下步骤：通入氮气步骤、排出气体步骤、监测氧气步骤。本发明使得晶圆自然氧化层更薄，接触电阻特性更好，大大提高了器件性能。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造领域，尤其涉及导电多晶硅触点的扩散生成方法及设备。

背景技术

随着科技的发展，对微电子技术的要求越来越高，微电子存储器面积的不断缩小，对半导体制造工艺的精密程度要求和精确程度要求也越来越高。在集成电路中多晶硅应用于动态随机存取存储器(DRAM)器件结构中位线接触和存储节点接触，随着集成电路的尺寸微缩，多晶硅的导线接触电阻要求越来越高，对硬件和制程控制的要求也越来越高。

多晶硅的接触电阻主要受到底层硅的自然氧化层厚度的影响。自然氧化层的厚度主要取决于晶圆所处环境的氧含量和水汽含量以及时间，环境中氧含量越高，时间越长，自然氧化层厚度越厚，水汽含量越高越能够促进自然氧化层的发生。

扩散炉管是半导体器件制造过程中用于对硅片进行扩散、氧化及烧结等工艺的一种热加工设备。主要反应装置一般分为水平式和直立式两种，半导体材料在高纯净的反应腔内进行高温反应，此过程一般需要通入不同种类的气体或对腔体进行抽真空处理。整个生产过程中，生产设备需要纯净、轻便、耐高温，现有的晶圆氧化炉一般为直通式进气口。目前的炉管设备在晶圆盒缓存区没有氮气气体保护和监控，是整个自然氧化层过程控制中氧化环境最差的部分。然而硅常温下会和空气中的氧气反应(Si+O2→SiO2)，生成一层自然氧化层(<1.5nm)，自然氧化层过厚会提高接触电阻，降低器件性能。

专利公开号为CN104425241A的中国专利，公开了一种自然氧化层的去除方法，在400℃～600℃的温度条件下，使用锗的氢化物去除半导体衬底表面上的自然氧化层。

专利公开号为CN101252083A的中国专利，公开了一种多晶硅栅表面的清洗方法，采用氟化氢清洗多晶硅栅表面；采用硫酸与双氧水的混合物清洗多晶硅栅表面。该清洗方法可以有效清除形成于多晶硅栅表面上的自然氧化层和偏磷酸晶体。

以上方法均是在自然氧化层形成之后进一步除去的方法，不能在硅的处理过程中减少自然氧化层的形成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种导电多晶硅触点的扩散生成方法及设备，减少晶圆上的自然氧化层的形成。为实现上述技术目的，本发明采取的具体的技术方案为：

一种导电多晶硅触点的扩散生成方法，包括：提供一扩散炉管，在所述扩散炉管内设置一晶圆盒缓存系统；以及，晶圆盒经由所述晶圆盒缓存系统装载至所述扩散炉管内的缓存过程；所述晶圆盒缓存过程包括如下步骤：

通入氮气的步骤：所述晶圆盒内载入有晶圆，所述晶圆盒置于晶圆盒缓存系统内，所述晶圆盒缓存系统上设有气动调节阀及与所述气动调节阀连接的进气管道，将所述晶圆盒内部调整为负压状态，打开所述气动调节阀后，所述进气管道自动从所述晶圆盒底部向所述晶圆盒内部通入缓冲气体；

排出气体的步骤：所述晶圆盒缓存系统的气体排出装置中设有与所述晶圆盒连通的排气管道，所述晶圆盒内的气体通过所述排气管道排出；

监测氧气的步骤：所述晶圆盒缓存系统的氧气监测装置取样测取所述排气管道内的氧气浓度。

作为改进的技术方案，所述晶圆盒缓存系统在通入氮气的步骤令所述晶圆的表面在所述扩散炉管内与氧化剂减少发生生成一层二氧化硅膜的氧化反应，在所述扩散炉管的炉体加热系统中所述晶圆上生成的多晶硅具有导电作用且和底层部分电学相连或全部电学相连。