在LPCx/D vdySi薄膜生長過程中,直接在硅源和稀釋氣體中加入含所需雜質元素的摻雜劑,如磷烷(PH3)、砷烷(AsH3)和乙硼烷(馬H6)等,進行薄膜淀積中的原位摻雜。為了準確地控制摻

入的雜質劑量,一ACT512US-T般將摻雜劑用氫氣稀釋至0,2%c~0.3%O。這種摻雜方式和硅的氣相外延工藝的摻雜相似。

   直接摻雜方法對多晶硅薄膜的生長動力學特性和薄膜的結構、形貌都有顯著的影響。而且p型和n型雜質的直接摻入對多晶硅薄膜淀積速率的影響并不相同。例如,制各p型多晶硅,通常是在硅源氣體中加人巳H6,當B/Si原子比由零增至2.5×10¨時,多晶硅薄膜淀積速率單調增大,最大可增至原速率的兩倍,薄膜的電阻率由500Ω・cm降至o.01Ω・cm;當B/Si原子比超過2.5×103時,多晶硅薄膜淀積速率不再變化。當B/Si原子比超過3.5×103時,淀積的多晶硅薄膜表面就變得粗糙不平了。而制備n型多晶硅,通常是在硅源氣體加入PHs或AsH3,n型摻雜劑的加人都會使薄膜淀積速率下降,PH3使淀積速率降低得較慢。當吖s原子比為2×103時,生長速率由0,5um/n.ln降至0.2um/min,電阻率由500Ω。cm降至0.02Ω・cm,再增加PH3淀積速率和電阻率就不再變化了。用直接摻雜方法得不到重摻雜的n型多晶硅薄膜。

    另外,摻雜劑為PH3時多晶硅薄膜的厚度均勻性變差,在硅片邊緣尤其如此。直接摻雜盡管方法簡單,但雜質源和硅源的化學動力學性質不同,導致薄膜生長過程更加復雜,并且難以獲得重摻雜的n型多晶硅,因此,目前采用得并不多。