SOI基片的制造方法技術

本發明專利技術提供一種ＳＯＩ基片的制造方法，可使ＳＯＩ基片具有平坦的表面，并能同時形成元件分隔膜和埋置絕緣層。該方法包括下列步驟：在硅晶片的元件分隔區形成損耗膜，以露出所述硅晶片的有源區；向所述硅晶片內注入氧離子，形成硅晶片內的離子注入區；對硅晶片退火，于是形成埋置絕緣層，該埋置絕緣層使有源區的硅層與所述硅晶片隔離，并形成與所述硅層具有同一平面的埋層絕緣層。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及SOI(絕緣膜上生長硅)基片及其制造方法，具體地說，涉及能同時形成有平坦表面的SOI基片、元件分隔膜和埋置絕緣層的SOI基片及其制造方法。通常，CMOS晶體管的制造工藝中，為了確保在大面積上的元件間分隔及防止CMOS晶體管的閉鎖現象，要形成元件分隔。此時，增加了分隔區就減少芯片區，從而成為阻礙高集成度化的因素。為解決這種問題，提出了SOI技術。作為完全的元件分隔結構，在硅支撐基片與器件用硅基片之間設置預定厚度的埋置絕緣膜的SOI基片，可防止CMOS晶體管的閉鎖現象，實現器件的高速動作。以往的SIMOX(由注入的氧進行分隔)技術如圖3A所示，制備摻雜預定雜質的硅晶片10。向硅晶片10內離子注入有一定能量的氧離子(O2)。然后，參見圖3B，對硅晶片10進行退火，在硅晶片10內形成硅層10A用于在埋置絕緣層11A上部形成器件。在硅層10A上部通過熱氧化形成襯底氧化膜12、并在襯底氧化膜上部用化學汽相淀積法形成氮化硅膜13。對襯底氧化膜12和氮化硅膜13構圖，使硅層10A的元件分隔區F露出。如圖3C所示，對露出的硅層部分F進行熱氧化，于是形成場氧化膜13，并由場氧化膜14限定出有源區AA。從而制造出由硅晶片10、硅層10A、埋置絕緣層11A及元件分隔用的場氧化膜14所組成的SOI基片200用上述SIMOX技術和選擇氧化法制備有源區的SOI基片存在下列問題，即由于為形成埋置絕緣層11A、場氧化膜14，需要進行較長時間的熱處理，因而增加了制造時間此外，因利用“LOCOS法”形成用于限定有源區的場氧化膜，因此存在使工藝變復雜的問題而且，由于SOI基片具有由場氧化膜所決定的拓撲圖形，因而要求其它平坦化工藝。本專利技術的目的是提供一種能同時形成埋置絕緣層與場氧化膜的SOI基片的制造方法。本專利技術的另一個目的是提供可使工藝簡單化的SOI基片的制造方法。本專利技術的再一個目的是提供表面平坦的SOI基片。為實現上述目的，本專利技術提供的SOI基片制造方法包括下列步驟在硅晶片的元件分隔區上形成損耗膜，并使所述硅晶片的有源區露出；向所述硅晶片內離子注入氧離子，形成在硅中的離子注入區，形成使所述硅晶片與硅層隔離、具有與所述硅層同一平面的埋置絕緣層。并且，本專利技術所提供的SOI基片包括下列部分限定了元件分隔區與有源區的硅晶片；在所述硅晶片有源區上部形成的硅層；形成在所述硅晶片內、使所述硅晶片與硅層隔離的絕緣層。下面，參照附圖詳細說明本專利技術最佳實施例。附圖說明圖1是本專利技術SOI基片的剖面圖；圖2A-2C是說明本專利技術SOI基片制造方法的剖面圖；圖3A-3C是說明現有SOI基片制造方法的剖面圖。參見圖1，由支撐SOI基片100的硅晶片1、形成于硅晶片100上部將形成器件的硅層1A和使硅晶片1與硅層1A隔離的埋置絕緣層3A組成SOI基片100，該SOI基片100限定了元件分隔區F和有源區AA。硅層1A形成于SOI基片100的有源區AA。由氧化膜組成的埋置絕緣層3A形成于硅晶片1上部，包圍硅層1A，從而使硅晶片1與硅層1A隔離。在元件分隔區F的埋置絕緣層3A用作元件分隔用的場氧化膜，同時，在置于硅層1A與硅晶片1之間的有源區AA的絕緣層用作SOI基片100的埋置絕緣層。其中，硅層1A深度為0.08～0.3μm，在元件分隔區F用作場氧化膜的埋置絕緣層3A的厚度為0.07～0.45μm。下面，說明SOI基片100的制造方法。如圖2A所示，例如硅晶片1，不但不摻雜雜質，并且在未摻雜雜質的硅晶片上部形成預定厚度的損耗膜2。其中，損耗膜2不僅可為與光刻膠、聚酰胺相同的樹脂，而且可用與硅晶片蝕刻率不同的物質，如SOG(玻璃上旋涂)材料。對該損耗膜2構圖，使其存在于硅晶片1的元件分隔區上。此時，若損耗膜2為感光性樹脂，則通過曝光及顯影進行構圖，若損耗膜2為與SOG膜相同的、與硅晶片1蝕刻率不同的膜時，通過光蝕刻工藝形成光刻膠圖形之后，用光刻膠圖形作掩模，使損耗膜構圖。如圖2B所示，向硅晶片I內注入氧離子。其中，由下式可求出損耗膜2的厚度H，它與氧離子注入工藝有關。H＝d1+d2/2其中，d1為向硅晶片1內注入氧離子的深度，d2為硅晶片1內注入了氧原子區域的厚度。此時，若離子注入深度d1約0.08～0.3μm、在有源區AA下段離子注入的氧原子區域3的厚度d2約0.07～0.5μm，則損耗膜2的厚度變為約0.1～0.6μm。然后，離子注入5×1017～7×1018離子/cm2劑量的氧離子，該氧離子有可穿過損耗膜2的能量。離子注入氧離子，要使其在元件分隔區F位于靠近硅晶片1表面處，在有源區AA，使其位于距硅晶片1表面約0.08～0.3μm深度的硅晶片1中。如上所述，在元件分隔區F離子注入氧離子的深度與損耗膜2的厚度H有關。參見圖2C，在1100～1300℃的溫度下，對硅晶片1退火2～7小時，形成用作場氧化膜的埋置絕緣層3A和形成器件的硅層1A。埋置絕緣層3A使支撐埋置絕緣層3A的硅晶片1與形成器件的第一硅層1A隔離。埋置絕緣層3A的SOI基片100元件分隔區F用作場氧化膜，SOI基片100的有源區AA用作埋置絕緣層。其中，由于僅在硅晶片1內形成埋置絕緣層3A，因而在硅晶片1表面上不會有突出部分。因此，若在其后除去損耗膜2，則可得到這種SOI基片100，即具有由硅晶片1、硅層IA和它們之間的埋置絕緣層3A組成的平坦表面的SOI基片100。在退火工藝前可除去損耗膜2。這樣，通過單一的氧離子注入工序和退火工序，即可形成起場氧化膜作用的埋置絕緣層3A。因此，減少了工序時間及工序量。在不違背本專利技術原理和精神的范圍內，本領域技術人員理所當然可容易地獲得本專利技術的各種實施例。因此，上述說明并不是對所附權利要求范圍的限定，權利要求書所請求保護的范圍包括具有本專利技術在內的專利性的所有新的技術方案，并且是由本領域普通技術人員就可實現的所有技術方案。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種ＳＯＩ基片的制造方法，其特征在于包括下列工藝步驟：在硅晶片的元件分隔區形成損耗膜，以使所述硅晶片的有源區露出；向所述硅晶片內注入氧離子，形成所述硅晶片內的離子注入區；對所述硅晶片退火，于是形成埋置絕緣層，該埋置絕緣層使有源區 的硅層與所述硅晶片隔離、并形成與所述硅層有同一平面的埋置絕緣層。

【技術特征摘要】
KR 1995-12-30 69460/951.一種SOI基片的制造方法，其特征在于包括下列工藝步驟在硅晶片的元件分隔區形成損耗膜，以使所述硅晶片的有源區露出；向所述硅晶片內注入氧離子，形成所述硅晶片內的離子注入區；對所述硅晶片退火，于是形成埋置絕緣層，該埋置絕緣層使有源區的硅層與所述硅晶片隔離、并形成與所述硅層有同一平面的埋置絕緣層。2.如權利要求1的SOI基片的制造方法，其特征在于，形成所述損耗膜的步驟包括在硅晶片上部涂敷感光性樹脂；對所述感光性樹脂曝光和使其顯影，在元件分隔區上部形成感光性樹脂圖形的步驟。3.如權利要求2的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述損耗膜用感光性樹脂是聚酰亞胺。4.如權利要求2的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述損耗膜用感光性樹脂是光刻膠。5.如權利要求1的SOI基片的制造方法，其特征在于，形成所述損耗膜的工藝步驟包括下列步驟在晶片上部形成與硅晶片有不同蝕刻率的膜；在所述膜上涂敷光刻膠膜；對光刻膠膜構圖，使有源區上部的所述膜露出；用光刻膠膜作掩模，蝕刻所述露出的膜，于是在硅晶片的元件分隔區上部形成損耗膜；除去光刻膠膜。6.如權利要求5的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述損耗膜是SOI膜。7.如權利要求1的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述氧離子注入工藝中，離子注入5×1017～7×1018離子/cm2劑量的氧離子。8.如權利要求1的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述氧離子通過所述損耗膜的注入層厚度為0.1～0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金載甲，
申請(專利權)人：現代電子產業株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]