镍硅化物诱导横向晶化制备高性能多晶硅薄膜晶体管

多晶硅薄膜的制备方法多晶硅薄膜材料同时具有单晶硅材料的高迁移率及非晶硅材料的可大面积、低成本制备的优点。

因此，对于多晶硅薄膜材料的研究越来越引起人们的关注，多晶硅薄膜的制备工艺可分为两大类：一类是高温工艺，制备过程中温度高于600℃,衬底使用昂贵的石英，但制备工艺较简单。

另一类是低温工艺，整个加工工艺温度低于600℃，可用廉价玻璃作衬底，因此可以大面积制作，但是制备工艺较复杂。

目前制备多晶硅薄膜的方法主要有如下几种：低压化学气相沉积（LPCVD）这是一种直接生成多晶硅的方法。

LPCVD是集成电路中所用多晶硅薄膜的制备中普遍采用的标准方法，具有生长速度快，成膜致密、均匀、装片容量大等特点。

多晶硅薄膜可采用硅烷气体通过LPCVD法直接沉积在衬底上，典型的沉积参数是：硅烷压力为13.3～26.6Pa，沉积温度Td=580～630℃，生长速率5～10nm/min。

由于沉积温度较高，如普通玻璃的软化温度处于500～600℃，则不能采用廉价的普通玻璃而必须使用昂贵的石英作衬底。

LPCVD法生长的多晶硅薄膜，晶粒具有择优取向，形貌呈“V”字形，内含高密度的微挛晶缺陷，且晶粒尺寸小，载流子迁移率不够大而使其在器件应用方面受到一定限制。

虽然减少硅烷压力有助于增大晶粒尺寸，但往往伴随着表面粗糙度的增加，对载流子的迁移率与器件的电学稳定性产生不利影响。

固相晶化(SPC)所谓固相晶化，是指非晶固体发生晶化的温度低于其熔融后结晶的温度。

这是一种间接生成多晶硅的方法，先以硅烷气体作为原材料，用LPCVD方法在550℃左右沉积a-Si:H薄膜，然后将薄膜在600℃以上的高温下使其熔化，再在温度稍低的时候出现晶核，随着温度的降低熔融的硅在晶核上继续晶化而使晶粒增大转化为多晶硅薄膜。

使用这种方法，多晶硅薄膜的晶粒大小依赖于薄膜的厚度和结晶温度。

退火温度是影响晶化效果的重要因素，在700℃以下的退火温度范围内，温度越低，成核速率越低，退火时间相等时所能得到的晶粒尺寸越大；而在700℃以上，由于此时晶界移动引起了晶粒的相互吞并，使得在此温度范围内，晶粒尺寸随温度的升高而增大。

专利名称：高性能双层多晶硅双极型晶体管的制造方法专利类型：发明专利
发明人：应贤炜,庸安明,吕勇,王佃利
申请号：CN201410133507.4
申请日：20140404
公开号：CN103915334A
公开日：
20140709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高性能的双层多晶硅双极型晶体管的制备方法，包括如下步骤：1）采用LOCOS和CVD淀积SiO来形成复合隔离结构，减少高温工艺时间；2）采用SiO作为基极多晶硅的刻蚀终止层，防止刻蚀损伤；3）采用SiO和N+多晶硅来形成复合侧墙结构，减少发射极电阻。

优点：在不降低隔离效果的前提下减少高温工艺时间，从而可采用相对较薄的外延层，获得更优的微波性能，以二氧化硅作为刻蚀终止层，消除了对硅外延层的刻蚀损伤，改善击穿特性，增加电流放大系数，减少噪声系数。

采用二氧化硅和N+多晶硅复合侧墙结构，可在保证发射极-基极电学隔离的同时降低发射极电阻，增加电流放大系数，减少噪声系数。

申请人：中国电子科技集团公司第五十五研究所
地址：210016 江苏省南京市中山东路524号
国籍：CN
代理机构：南京君陶专利商标代理有限公司
代理人：沈根水
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[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101136336A [43]公开日2008年3月5日[21]申请号200610030625.8[22]申请日2006.08.31[21]申请号200610030625.8[71]申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号[72]发明人李泽逵 宁先捷 [74]专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司代理人逯长明[51]Int.CI.H01L 21/336 (2006.01)H01L 21/28 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 9 页[54]发明名称改善硅化镍层性能方法及形成PMOS晶体管方法[57]摘要一种形成硅化镍层及PMOS晶体管的方法，首先提供包括栅极结构的n型硅衬底；在n型硅衬底上进行非晶化锗注入；在栅极结构的两侧n型硅衬底中形成源极和漏极，并对源极和漏极进行退火；在n型硅衬底和栅极结构上沉积覆盖层；在覆盖层上形成镍层；退火，使镍层与源极和漏极表面的硅反应形成硅化镍层；去除未反应的镍层和覆盖层；经过后续内连线过程，形成PMOS晶体管。

在上述形成源极和漏极之前先非晶化锗注入n型硅衬底中，将n型硅衬底的单晶硅非晶化为多晶硅，然后将锗掺杂入多晶硅间，使后续镍层与硅衬底反应形成硅化镍的同时不会生成二硅化镍，进而在硅衬底中也不会产生尖峰现象而导致漏电流。

200610030625.8权 利 要 求 书第1/2页 1.一种改善硅化镍层性能的方法，其特征在于：包括下列步骤： 首先提供包括栅极结构的n型硅衬底，栅极结构位于n型硅衬底上方的中间位置，所述n型硅衬底中的硅为单晶硅；对栅极结构两侧的n型硅衬底进行非晶化，使单晶硅变为多晶硅； 在多晶硅中进行锗注入；在栅极结构两侧的n型硅衬底中形成p型源极和p型漏极； 在p型源极和p型漏极表面形成硅化镍层。

2.根据权利要求1所述的改善硅化镍层性能的方法，其特征在于：所述非晶化为用等离子体将单晶硅打成多晶硅。

用金属诱导-准分子激光晶化法制备多晶硅薄膜廖燕平;邵喜斌;吴渊;骆文生;付国柱;荆海;马凯【期刊名称】《液晶与显示》【年(卷),期】2005(20)2【摘要】提出了一种新的晶化方法--金属诱导-准分子激光晶化法(MI-ELA).该方法在制备多晶硅(p-Si)薄膜中包括两个步骤:第一步是用镍金属诱导方法(MIC)通过热退火形成NiSi2;第二步是再通过准分子激光退火方法(ELA)晶化形成p-Si.通过用XRD、Raman与SEM测试,研究了p-Si的结晶性和表面形貌特征.研究发现,MI-ELA方法制备的p-Si与传统的ELA方法和MIC方法相比在形貌上不一样,而且从XRD的特征峰强度可以看出在结晶度上有进一步提高.这个结果源于用MIC方法形成的且与c-Si晶格匹配的NiSi2在ELA中起到晶核的作用.这种晶化方法说明,在ELA中,晶粒生长不再仅仅依赖于熔融非晶硅和氧化物表面上残存的随机的固体a-Si作为成核媒介.这种方法不但可以提供晶粒稳定生长条件,而且也可能使获得更大晶粒粒度的激光晶化能量展宽.【总页数】5页(P128-132)【作者】廖燕平;邵喜斌;吴渊;骆文生;付国柱;荆海;马凯【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;吉林北方彩晶数码电子有限公司,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;吉林北方彩晶数码电子有限公司,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,北方液晶工程研究开发中心,吉林,长春,130033;长春联信光电子有限责任公司,吉林,长春,130033【正文语种】中文【中图分类】O484.1;TN300.055【相关文献】1.金属诱导晶化法制备多晶硅薄膜研究进展 [J], 王瑞春;沈鸽;何智兵;赵高凌;张溪文;翁文剑;韩高荣;杜丕一2.电场增强金属诱导侧向晶化制备多晶硅薄膜和薄膜晶体管 [J], 曾祥斌;孙小卫;李俊峰;齐国钧3.铝诱导晶化法低温制备多晶硅薄膜 [J], 饶瑞;徐重阳;孙国才;王长安;曾祥斌4.准分子激光晶化制备TFT多晶硅薄膜的研究进展 [J], 言益军;戴永兵;王俊;孙宝德5.准分子激光诱导非晶硅晶化制备多晶硅薄膜晶体管 [J], 戴永兵;邹雪城;徐重阳;李兴教;沈荷生;张志明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。