多晶硅(Poly-Si)是一种超纯硅,具有极佳的绝缘性能和耐温性能。多晶硅有两种形式:块状和颗粒状,颗粒状在薄型应用和高一致性应用中更受欢迎。根据最终用户的规格要求,多晶硅层也可以掺杂或不掺杂。掺杂剂和电阻率之间存在反比关系,因此掺杂剂越重,电阻率越低。掺杂较少的聚硅层电阻率较高。电阻率是决定聚硅层内掺杂水平的主要因素。
未掺杂多晶硅
未掺杂的多晶硅层是通过低压化学气相沉积(LPCVD)沉积而成的。这是最常见的多晶硅沉积方法,根据不同的应用,有些应用需要在沉积后进行掺杂。该工艺在 560°C - 650°C 的低温炉中进行。尽管温度范围很小,但未掺杂的多晶硅层会随着温度的升高而呈指数增长。
LPCVD 在低气压炉中沉积多晶硅,以防止污染并形成高度均匀的多晶层。电气隔离是未掺杂多晶硅层最常见的用途,尽管扩散和原位掺杂方法也通常使用多晶硅。
大多数掺杂多晶硅层使用三种主要掺杂剂的组合:砷(As)、磷(P)和硼(B)。掺杂多晶硅也有三种主要方法:
- 扩散:掺杂多晶硅扩散是指在未掺杂硅晶片上扩散一层重掺杂玻璃。在这种沉积类型中,玻璃层是掺杂源,炉温在 900°C - 1,000°C 之间,以便玻璃层与硅片发生扩散。由于这种工艺的高温特性,聚硅层能够在基底上扩散和退火。这种方法很容易实现高掺杂浓度,使这些晶圆 成为低电阻率应用的理想选择。
- 注入:离子注入可以更精确地控制掺杂浓度。这种工艺是用高能离子直接轰击聚硅层,然后进行退火使晶圆硬化。这种方法通常用于不需要高导电性的场合,如负载电阻器。
- 原位:这种沉积工艺是在普通化学气相沉积反应气体中加入磷化氢 (PH3) 和二硼烷 (B2H6) 气体。原位沉积工艺与其他沉积工艺的主要区别是在沉积聚硅层时引入掺杂剂,而不是分两步进行。由于掺杂剂是在沉积过程中引入的,因此有可能改变层的物理性质,从而影响多晶硅的晶粒大小和取向。
多晶硅应用
多晶硅的温度稳定性和出色的氧化硅相互作用使其成为多种应用的首选,包括以下应用:
- 栅极电极
- 电容器板电极
- 互连器件
- 蚀刻过程中的硬掩膜
SVM 多晶硅规格:
晶圆直径76mm(3 英寸)- 300mm(12 英寸)
薄膜厚度*:1,000å - 20,000å
*薄膜厚度还取决于晶圆直径和其他设备规格