加工多晶硅表面的方法以及加工基板表面的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體表面加工領域，具體地，涉及加工多晶硅表面的方法和加工基板表面的方法。
【背景技術】
[0002]目前的低溫多晶硅薄膜工藝形成的多晶硅其表面粗糙不平的地方主要出現在晶粒交匯的邊界處，即晶界處。粗糙表面的形成機制可以歸因于熔融硅與固態(tài)硅的密度差異。固化過程始于形核中心，最后固化的是晶粒邊界處，在晶界處同時存在熔融硅與固態(tài)硅，在形成晶粒的過程結束后在晶界處就形成了凸起。
[0003]附圖1示出典型的低溫多晶硅工藝形成的多晶硅的表面，其表面粗糙度達到9nm。
[0004]表面粗糙度與柵氧化層的漏電流呈正比，特別是多晶硅晶界所造成的表面粗糙度，容易造成局部突起而降低擊穿電場與漏電流突增。一般而言，表面粗糙度增加一倍，漏電流增加兩個數量級。為了平整化晶化過程中誘發(fā)的多晶硅表面粗糙度，柵絕緣層的厚度需要與多晶硅厚度以及粗糙度匹配。高的表面粗糙度就需要更大的柵絕緣層厚度去匹配。
[0005]從器件性能角度出發(fā)。在高分辨率成為趨勢的現狀下，為了增加反應速度，提高驅動電流與存儲電容的容量，要求柵極絕緣層厚度不斷降低。同時，由于降低柵絕緣層厚度，能夠減少絕緣層內電荷捕獲量的下降，因此，厚度的降低可減少閾值電壓漂移。因此如何通過有效的手段降低多晶硅表面粗糙度，使低絕緣層厚度降低成為可能，此為一個重要的議題。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種提升低溫多晶硅薄膜晶體管性能的制備方法，對多晶硅表面進行化學機械研磨工藝，對于多晶硅表面凸起進行腐蝕研磨，可有效改善多晶硅表面的粗糙度，降低界面缺陷，提升LTPS基板性能，進而獲得比較穩(wěn)定的TFT特性。
[0007]根據本發(fā)明一方面，提供一種加工多晶娃表面的方法，包括:使用化學機械拋光的工藝加工多晶硅表面；其中，在使用化學機械拋光的工藝加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉積材料薄膜，所述材料薄膜選擇為使得在拋光過程中多晶硅優(yōu)先被去除。
[0008]根據本發(fā)明另一方面，提供一種加工基板表面的方法，基板包括多晶硅區(qū)域和非多晶硅區(qū)域，所述方法包括:在基板表面形成掩膜覆蓋非多晶硅區(qū)域；使用如前述方法加工多晶硅區(qū)域。
【附圖說明】
[0009]圖1示出通常的低溫多晶硅工藝形成的多晶硅的表面，其表面粗糙度達到9nm ;
[0010]圖2不出不出使用根據本發(fā)明的一個實施例的方法加工后的多晶娃的表面，其表面粗糙度降低到6nm以下；
[0011]圖3示出示出根據本發(fā)明的一個實施例的方法加工多晶硅表面的流程。 圖4示出沉積有材料薄膜的多晶硅表面在拋光過程中的形態(tài)。
【具體實施方式】
[0012]現在對本發(fā)明的實施例提供詳細參考，其范例在附圖中說明，圖中相同的數字全部代表相同的元件。為解釋本發(fā)明下述實施例將參考附圖被描述。
[0013]根據本發(fā)明的第一實施例，提供一種加工多晶娃(P-Si)表面的方法。在本發(fā)明的一個實施例中，方法包括使用化學機械拋光的工藝加工多晶硅表面。在拋光多晶硅表面的同時，可以使用例如堿性二氧化硅拋光液。在此拋光過程中，發(fā)生化學反應，化學反應方程式為:Si+H20+20H = >Si0 32 +2H2。根據本發(fā)明的實施例的方法，利用堿與硅的化學腐蝕反應生成可溶性硅酸鹽，再通過細小柔軟、比表面積大、帶有負電荷的S12膠粒的吸附作用及其與拋光墊和多晶硅表面間的機械摩擦作用，及時除去反應產物，去除表面凸起的一部分Si。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，方法包括在使用化學機械拋光的工藝加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉積SiNx薄膜。例如，在多晶硅的表面沉積SiNx薄膜厚度約為80?120 ±矣，優(yōu)選90?110 ±矣，優(yōu)選為100A埃。可選地，可以選用化學氣相沉積(CVD)的方法沉積SiNx薄膜。圖3示出從P-Si至覆蓋有SiNx薄膜的P-Si以及SiNx薄膜被部分去除的P-Si以及最后拋光的P-Si。優(yōu)選地，使用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方法沉積SiNx薄膜。本領域技術人員應該理解，可以采用其他熟知的薄膜沉積或外延方法在多晶硅表面形成SiNx薄膜。優(yōu)選使用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方法是因為在實際生產過程中，該方法效率和成本控制相對較好。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，使用化學機械拋光工藝加工沉積了材料薄膜的多晶硅表面的過程包括去除材料薄膜的第一階段和同時去除材料薄膜和多晶硅的第二階段，其中在第二階段，多晶硅優(yōu)先被去除。應該理解，使用兩個階段僅是為了方便說明。
[0016]圖4更加詳細地示出沉積有材料薄膜20 (例如，SiNx)的多晶硅10表面在拋光過程中的形態(tài)。在圖4的上圖中，下層的多晶硅10上覆蓋有SiNx 20 (如圖所示)JMtSiNx20未被拋光去除。由于多晶硅10上表面的凸凹不平(圖中放大了多晶硅10表面的凸凹不平)，在多晶硅10表面的凹處SiNx 20的厚度較大，在多晶硅10表面的凸處SiNx 20的厚度較小。隨著化學機械拋光的進行，SiNx 20被不斷減薄，部分多晶硅10表面暴露出來(如圖4的下圖所示)，此時SiNx和部分多晶硅表面同時暴露于化學機械拋光液和機械拋光的作用之下，由于化學機械拋光液對多晶硅的蝕刻能力更強，因而多晶硅被優(yōu)先蝕刻去除，從而粗糙的多晶硅表面的凸起部分被磨平。在本實施例中，化學機械拋光工藝采用堿性二氧化硅拋光液。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，方法包括在使用化學機械拋光的工藝加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉積S1x薄膜(圖中未示出)。在多晶硅的表面沉積S1x薄膜厚度例如約為800?120埃，優(yōu)選90?110埃。可選地，可以通過氧化法在P-Si上形成S1x，這種方法方便，工藝成熟，并且可以在干燥期間通過調整溫度和時間實現氧化處理，便于工藝設計?？蛇x地，可以選用化學氣相沉積(CVD)的方法沉積S1x薄膜。優(yōu)選地，使用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方法沉積S1x薄膜。本領域技術人員應該理解，可以采用其他熟知的薄膜沉積或外延方法在多晶硅表面形成S1x薄膜。優(yōu)選使用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方法是因為在實際生產過程中，該方法效率和成本控制相對較好。
[0018]采用S1x薄膜進行化學機械拋光的過程與采用SiNx薄膜20的化學機械拋光的過程類似，其具體過程不再贅述。
[0019]在本發(fā)明的其他實施例中，可以在P-Si (多晶硅)10上形成其他硅的化合物，甚至其他材料，只要這種材料在使用拋光液拋光的時候，拋光液處理多晶硅的速率更大一些即可。在使用拋光液拋光的過程中，由于拋光液對多晶硅和覆蓋在多晶硅上的材料的刻蝕作用差異，當覆蓋在多晶硅上的材料被部分去除時，部分多晶硅暴露出來，即，此時多晶硅10和覆蓋多晶硅的材料同時暴露出來，多晶硅10會被更快地去除，最后覆蓋多晶硅的材