加工多晶硅表面的方法以及加工基板表面的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体表面加工领域，具体地，涉及加工多晶硅表面的方法和加工基板表面的方法。
【背景技术】
[0002]目前的低温多晶硅薄膜工艺形成的多晶硅其表面粗糙不平的地方主要出现在晶粒交汇的边界处，即晶界处。粗糙表面的形成机制可以归因于熔融硅与固态硅的密度差异。固化过程始于形核中心，最后固化的是晶粒边界处，在晶界处同时存在熔融硅与固态硅，在形成晶粒的过程结束后在晶界处就形成了凸起。
[0003]附图1示出典型的低温多晶硅工艺形成的多晶硅的表面，其表面粗糙度达到9nm。
[0004]表面粗糙度与栅氧化层的漏电流呈正比，特别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击穿电场与漏电流突增。一般而言，表面粗糙度增加一倍，漏电流增加两个数量级。为了平整化晶化过程中诱发的多晶硅表面粗糙度，栅绝缘层的厚度需要与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栅绝缘层厚度去匹配。
[0005]从器件性能角度出发。在高分辨率成为趋势的现状下，为了增加反应速度，提高驱动电流与存储电容的容量，要求栅极绝缘层厚度不断降低。同时，由于降低栅绝缘层厚度，能够减少绝缘层内电荷捕获量的下降，因此，厚度的降低可减少阈值电压漂移。因此如何通过有效的手段降低多晶硅表面粗糙度，使低绝缘层厚度降低成为可能，此为一个重要的议题。
【发明内容】
[0006]鉴于此，本发明的目的在于提供一种提升低温多晶硅薄膜晶体管性能的制备方法，对多晶硅表面进行化学机械研磨工艺，对于多晶硅表面凸起进行腐蚀研磨，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，进而获得比较稳定的TFT特性。
[0007]根据本发明一方面，提供一种加工多晶娃表面的方法，包括:使用化学机械抛光的工艺加工多晶硅表面；其中，在使用化学机械抛光的工艺加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉积材料薄膜，所述材料薄膜选择为使得在抛光过程中多晶硅优先被去除。
[0008]根据本发明另一方面，提供一种加工基板表面的方法，基板包括多晶硅区域和非多晶硅区域，所述方法包括:在基板表面形成掩膜覆盖非多晶硅区域；使用如前述方法加工多晶硅区域。
【附图说明】
[0009]图1示出通常的低温多晶硅工艺形成的多晶硅的表面，其表面粗糙度达到9nm ;
[0010]图2不出不出使用根据本发明的一个实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]图3示出示出根据本发明的一个实施例的方法加工多晶硅表面的流程。 图4示出沉积有材料薄膜的多晶硅表面在抛光过程中的形态。
【具体实施方式】
[0012]现在对本发明的实施例提供详细参考，其范例在附图中说明，图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。
[0013]根据本发明的第一实施例，提供一种加工多晶娃(P-Si)表面的方法。在本发明的一个实施例中，方法包括使用化学机械抛光的工艺加工多晶硅表面。在抛光多晶硅表面的同时，可以使用例如碱性二氧化硅抛光液。在此抛光过程中，发生化学反应，化学反应方程式为:Si+H20+20H = >Si0 32 +2H2。根据本发明的实施例的方法，利用碱与硅的化学腐蚀反应生成可溶性硅酸盐，再通过细小柔软、比表面积大、带有负电荷的S12胶粒的吸附作用及其与抛光垫和多晶硅表面间的机械摩擦作用，及时除去反应产物，去除表面凸起的一部分Si。
[0014]在本发明的一个实施例中，方法包括在使用化学机械抛光的工艺加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉积SiNx薄膜。例如，在多晶硅的表面沉积SiNx薄膜厚度约为80?120 ±矣，优选90?110 ±矣，优选为100A埃。可选地，可以选用化学气相沉积(CVD)的方法沉积SiNx薄膜。图3示出从P-Si至覆盖有SiNx薄膜的P-Si以及SiNx薄膜被部分去除的P-Si以及最后抛光的P-Si。优选地，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法沉积SiNx薄膜。本领域技术人员应该理解，可以采用其他熟知的薄膜沉积或外延方法在多晶硅表面形成SiNx薄膜。优选使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法是因为在实际生产过程中，该方法效率和成本控制相对较好。
[0015]在本发明的一个实施例中，使用化学机械抛光工艺加工沉积了材料薄膜的多晶硅表面的过程包括去除材料薄膜的第一阶段和同时去除材料薄膜和多晶硅的第二阶段，其中在第二阶段，多晶硅优先被去除。应该理解，使用两个阶段仅是为了方便说明。
[0016]图4更加详细地示出沉积有材料薄膜20 (例如，SiNx)的多晶硅10表面在抛光过程中的形态。在图4的上图中，下层的多晶硅10上覆盖有SiNx 20 (如图所示)JMtSiNx20未被抛光去除。由于多晶硅10上表面的凸凹不平(图中放大了多晶硅10表面的凸凹不平)，在多晶硅10表面的凹处SiNx 20的厚度较大，在多晶硅10表面的凸处SiNx 20的厚度较小。随着化学机械抛光的进行，SiNx 20被不断减薄，部分多晶硅10表面暴露出来(如图4的下图所示)，此时SiNx和部分多晶硅表面同时暴露于化学机械抛光液和机械抛光的作用之下，由于化学机械抛光液对多晶硅的蚀刻能力更强，因而多晶硅被优先蚀刻去除，从而粗糙的多晶硅表面的凸起部分被磨平。在本实施例中，化学机械抛光工艺采用碱性二氧化硅抛光液。
[0017]在本发明的一个实施例中，方法包括在使用化学机械抛光的工艺加工多晶硅表面之前，在多晶硅表面上沉积S1x薄膜(图中未示出)。在多晶硅的表面沉积S1x薄膜厚度例如约为800?120埃，优选90?110埃。可选地，可以通过氧化法在P-Si上形成S1x，这种方法方便，工艺成熟，并且可以在干燥期间通过调整温度和时间实现氧化处理，便于工艺设计。可选地，可以选用化学气相沉积(CVD)的方法沉积S1x薄膜。优选地，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法沉积S1x薄膜。本领域技术人员应该理解，可以采用其他熟知的薄膜沉积或外延方法在多晶硅表面形成S1x薄膜。优选使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法是因为在实际生产过程中，该方法效率和成本控制相对较好。
[0018]采用S1x薄膜进行化学机械抛光的过程与采用SiNx薄膜20的化学机械抛光的过程类似，其具体过程不再赘述。
[0019]在本发明的其他实施例中，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，只要这种材料在使用抛光液抛光的时候，抛光液处理多晶硅的速率更大一些即可。在使用抛光液抛光的过程中，由于抛光液对多晶硅和覆盖在多晶硅上的材料的刻蚀作用差异，当覆盖在多晶硅上的材料被部分去除时，部分多晶硅暴露出来，即，此时多晶硅10和覆盖多晶硅的材料同时暴露出来，多晶硅10会被更快地去除，最后覆盖多晶硅的材