在LPCx/D vdySi薄膜生长过程中,直接在硅源和稀释气体中加入含所需杂质元素的掺杂剂,如磷烷(PH3)、砷烷(AsH3)和乙硼烷(马H6)等,进行薄膜淀积中的原位掺杂。为了准确地控制掺

入的杂质剂量,一ACT512US-T般将掺杂剂用氢气稀释至0,2%c~0.3%O。这种掺杂方式和硅的气相外延工艺的掺杂相似。

   直接掺杂方法对多晶硅薄膜的生长动力学特性和薄膜的结构、形貌都有显著的影响。而且p型和n型杂质的直接掺入对多晶硅薄膜淀积速率的影响并不相同。例如,制各p型多晶硅,通常是在硅源气体中加人巳H6,当B/Si原子比由零增至2.5×10¨时,多晶硅薄膜淀积速率单调增大,最大可增至原速率的两倍,薄膜的电阻率由500Ω・cm降至o.01Ω・cm;当B/Si原子比超过2.5×103时,多晶硅薄膜淀积速率不再变化。当B/Si原子比超过3.5×103时,淀积的多晶硅薄膜表面就变得粗糙不平了。而制备n型多晶硅,通常是在硅源气体加入PHs或AsH3,n型掺杂剂的加人都会使薄膜淀积速率下降,PH3使淀积速率降低得较慢。当吖s原子比为2×103时,生长速率由0,5um/n.ln降至0.2um/min,电阻率由500Ω。cm降至0.02Ω・cm,再增加PH3淀积速率和电阻率就不再变化了。用直接掺杂方法得不到重掺杂的n型多晶硅薄膜。

    另外,掺杂剂为PH3时多晶硅薄膜的厚度均匀性变差,在硅片边缘尤其如此。直接掺杂尽管方法简单,但杂质源和硅源的化学动力学性质不同,导致薄膜生长过程更加复杂,并且难以获得重掺杂的n型多晶硅,因此,目前采用得并不多。