[发明专利]多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法

说明书

本发明提供一种多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法，其包括如下步骤：提供一衬底；在第一温度下，在所述衬底上生长一第一多晶硅薄膜层；在第二温度下，在所述第一多晶硅薄膜层上生长一第二多晶硅薄膜层，所述第一温度与所述第二温度不同，以释放多晶硅薄膜的应力。本发明采用高低温交替生长多晶硅薄膜层的方法在衬底上生成多晶硅薄膜，其能够释放多晶硅薄膜自身及其与半导体衬底之间的应力，改善多晶硅薄膜半导体衬底的翘曲度及弯曲度。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法。

背景技术

目前多晶硅薄膜的制备主要分两类：一是在衬底上采用化学气相沉积的方法一步生成多晶硅薄膜。如使用硅源气体在气相条件下分解，高温下沉积到衬底上，形成多晶硅薄膜。常用的化学气相沉积技术有低压化学气相沉积，常压化学气相沉积，等离子增强化学气相沉积以及热丝化学气相沉积。二是先在衬底上生长成非晶硅薄膜，然后通过后处理，使非晶硅晶化来获得多晶硅薄膜。

由于多晶硅薄膜和衬底之间晶格结构的不完全匹配以及应力等因素的影响，沉积多晶硅薄膜后的衬底会有一定程度的弯曲度和翘曲度，且多晶硅薄膜的厚度越厚，衬底的弯曲度和翘曲度越高；另外，多晶硅薄膜中多晶硅晶粒的大小也对衬底的弯曲度和翘曲度有一定的影响。高的弯曲度和翘曲度的会影响后续工艺，限制了具有多晶硅薄膜的衬底的应用。

因此，需要一种改善生长多晶硅薄膜后的衬底弯曲度和翘曲度的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法，其能够释放多晶硅薄膜与所述衬底之间的应力，改善多晶硅薄膜半导体衬底的翘曲度及弯曲度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法，其包括如下步骤：提供一衬底；在第一温度下，在所述衬底上生长一第一多晶硅薄膜层；在第二温度下，在所述第一多晶硅薄膜层上生长一第二多晶硅薄膜层，所述第一温度与所述第二温度不同，以释放多晶硅薄膜的应力。

进一步，在生长所述第一多晶硅薄膜层之前还包括一预处理步骤：采用氮气或者惰性气体对所述衬底进行预处理，所述预处理的时间小于5分钟。

进一步，生长所述第一多晶硅薄膜层及所述第二多晶硅薄膜层的方法为常压化学气相沉积法。

进一步，生长所述第一多晶硅薄膜层及所述第二多晶硅薄膜层的硅源的气体流量为3～5slm。

进一步，生长所述第一多晶硅薄膜层及所述第二多晶硅薄膜层的硅源为三氯氢硅、二氯氢硅中的一种或两种。

进一步，所述第一温度的范围为850℃～1000℃，所述第二温度的范围为850℃～1000℃。

进一步，所述第一温度小于所述第二温度。

进一步，所述第一温度大于所述第二温度。

本发明为了释放多晶硅薄膜与衬底之间的应力，采用高低温交替的方法在衬底上形成多层多晶硅薄膜。在不同温度下形成的多晶硅薄膜的晶格参数不同，使得多晶硅薄膜自身及其与衬底之间的应力能够被释放，进而改善了多晶硅薄膜半导体衬底的翘曲度及弯曲度。

附图说明

图1是本发明多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法的第一具体实施方式的步骤示意图；

图2A～图2C是本发明多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法的第一具体实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的多晶硅薄膜半导体衬底的制备方法的具体实施方式做详细说明。