具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法技術

一種具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法，包括：提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一區域和第二區域，在所述第一半導體襯底的第一區域形成溝槽；在所述溝槽中形成第一氧化層，所述第一氧化層的表面與所述第一半導體襯底的第二區域的表面齊平；提供第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的表面形成有第二氧化層；將所述第一半導體襯底與所述第二半導體襯底鍵合，所述第一氧化層和所述第二氧化層形成階梯型氧化埋層。本發明專利技術有利于更精確的控制在溝槽中形成的第一氧化層的厚度，使其與半導體襯底的第二區域的表面齊平；或者使形成在溝槽中的第一氧化層與形成在第二區域的第三氧化層齊平，利于后續鍵合工藝的實現。

Method for forming SOI with stepped oxide embedded layer

Including a step buried oxide layer SOI forming method, providing a first semiconductor substrate and the first semiconductor substrate includes a first region and a second region, a trench is formed in the first region of the first semiconductor substrate; forming a first oxide layer on the surface of the trench, second area of the surface of the first oxide layer with the first flush of the semiconductor substrate; a semiconductor substrate second, a second oxide layer formed by the second surface of the semiconductor substrate; the first semiconductor substrate and the semiconductor substrate second bonding, the first oxide layer and the oxide layer is formed of second step buried oxide layer. The first oxide layer of the invention is conducive to more precise control is formed in the trench in the thickness of the surface area of the semiconductor substrate second and flush; or to form a first oxide layer in the trench and formed on the third oxide layer in the second region flush, for subsequent bonding process.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法。
技術介紹
絕緣體上硅(SOI，Silicon-On-Insulator)是一種用于集成電路制造的新型原 材料。與目前大量應用的體硅相比，SOI材料具有許多優勢采用SOI材料制成的集成電 路的寄生電容小、集成密度高、短溝道效應小、速度快；并且還可以實現集成電路中元器件 的介質隔離，徹底消除了體硅集成電路中的寄生閂鎖效應等。隨著對SOI材料的深入研 究，目前形成的較成熟的SOI制造技術主要有硅片鍵合、注氧隔離(SIMOX，Separation by Implanted Oxygen)、智能剝離(Smart-cut)等技術。圖1為現有技術中一種SOI的結構示意圖，如圖1所示，該SOI結構包括單晶硅 (Top Silicon) 101、氧化埋層(BOX, Buried Oxide) 102 和襯底 103。所述單晶硅 101 用于 制造器件；所述氧化埋層102用于隔離所述單晶硅101和所述襯底103 ；所述襯底103起支撐作用。采用SOI制造的集成電路中包括有數量眾多、類型各異的器件，由于不同類型的 器件的工作性能并不相同，對SOI氧化埋層的厚度的需求也不盡相同，因而需要形成階梯 型氧化埋層S0I，即SOI結構中氧化埋層的厚度一般是不均勻的，不同區域的厚度呈階梯型 變化。現有技術中階梯型氧化埋層SOI的形成方法一般是在襯底表面的不同區域形成厚度 不同的氧化埋層，之后與單晶硅晶圓進行鍵合，形成階梯型氧化埋層SOI結構，但是該方法 形成的氧化埋層的表面平坦度較低，不利于鍵合工藝的進行，影響形成的SOI結構的性能。
技術實現思路
本專利技術解決的問題是提供一種形成階梯型氧化埋層SOI的方法，改善形成的SOI 結構的性能。為解決上述問題，本專利技術提供一種具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法，包括提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一區域和第二區域，在所述第 一半導體襯底的第一區域形成溝槽；在所述溝槽中形成第一氧化層，所述第一氧化層的表面與所述第一半導體襯底的 第二區域的表面齊平；提供第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的表面形成有第二氧化層；將所述第一半導體襯底與所述第二半導體襯底鍵合，所述第一氧化層和所述第二 氧化層形成階梯型氧化埋層。可選的，使用熱氧化法形成所述第一氧化層。本專利技術還提供另一種具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法，包括提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一區域和第二區域，在所述第 一半導體襯底的第一區域形成溝槽；在所述溝槽中形成第一氧化層，所述第一氧化層的表面高于所述第一半導體襯底 的第二區域的表面；在所述第一半導體襯底的第二區域形成第三氧化層，所述第三氧化層的表面與所 述第一氧化層的表面齊平；提供第二半導體襯底，將其與所述第一半導體襯底的第一氧化層和第三氧化層鍵I=I O可選的，使用熱氧化法形成所述第一氧化層和第三氧化層。可選的，所述在所述第一半導體襯底的第一區域形成溝槽包括對所述第一半導體襯底的第一區域的表面部分進行氧化，形成第四氧化層；去除所述第四氧化層。 可選的，使用熱氧化法形成所述第四氧化層。可選的，使用濕法刻蝕去除所述第四氧化層。可選的，所述濕法刻蝕中使用的反應溶液為氫氟酸溶液。可選的，所述對所述第一半導體襯底的第一區域的表面部分進行氧化包括在所述第一半導體襯底的表面上形成掩膜層并圖形化，定義出所述第一區域的圖 形；以所述圖形化后的掩膜層為掩膜，對所述第一半導體襯底的第一區域的表面部分 進行氧化。與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點在形成所述第一氧化層之前，先在所述第一半導體襯底的第一區域形成溝槽，這 樣有利于更精確的控制在溝槽中形成的第一氧化層的厚度，使其與半導體襯底的第二區域 的表面齊平；或者使在溝槽中形成的第一氧化層與在第二區域形成的第三氧化層齊平，有 利于后續鍵合工藝的實現。附圖說明圖1為現有技術的一種SOI結構示意圖；圖2為本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的流程圖；圖2a 圖2h為本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的剖 面結構示意圖；圖3為本專利技術第二實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的流程圖；圖3a 圖3f為本專利技術第二實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的剖 面結構示意圖。具體實施例方式為了使本領域的技術人員可以更好的理解本專利技術，下面結合附圖詳細說明本專利技術 的具體實施方式。圖2是本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的流程圖，參 考圖2，本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法包括步驟S11，提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一區域和第二區域，在所述第一半導體襯底的第一區域形成溝槽；步驟S12，在所述溝槽中形成第一氧化層，所述第一氧化層的表面與所述第一半導 體襯底的第二區域的表面齊平；步驟S13，提供第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的表面形成有第二氧化層；步驟S14，將所述第一半導體襯底與所述第二半導體襯底鍵合，所述第一氧化層和 所述第二氧化層形成階梯型氧化埋層。圖加 圖池為本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法的剖 面結構示意圖，為了使本領域技術人員可以更好的理解本專利技術具體實施方式的具有階梯型 氧化埋層的SOI的形成方法，下面結合具體實施例并結合參考圖2和圖加 圖池詳細說 明本專利技術第一實施例的具有階梯型氧化埋層的SOI的形成方法。結合參考圖2和圖2c，執行步驟S11，提供第一半導體襯底20，所述第一半導體襯 底20包括第一區域I和第二區域II，在所述第一半導體襯底20的第一區域I形成溝槽。 具體包括參考圖2a，提供第一半導體襯底20，在所述第一半導體襯底20的表面上形成掩膜 層并圖形化，定義出所述第一區域I的圖形。所述掩膜層可以包括墊氧層21和形成在所述 墊氧層21上的氮化硅層22，圖形化的方法可以是干法刻蝕，所述第一半導體襯底20的材質 可以是單晶硅、硅鍺、III-V族元素化合物等，在其他實施例中，所述掩膜層也可以是其他半 導體工藝中常用的介質材料。參考圖2b，以所述圖形化后的掩膜層為掩膜，對所述第一半導體襯底20的第一區 域I的表面部分進行氧化，形成第四氧化層301'。所述第四氧化層301'可以采用熱氧化 等本領域技術人員公知的方法，本專利技術實施例中優選采用濕氧氧化方法。參考圖2c，去除所述第四氧化層301'，在所述第一半導體襯底20的第一區域I 形成溝槽，去除所述第四氧化層301 ‘的方法可以是濕法刻蝕。本專利技術具體實施例中濕法刻 蝕使用的反應溶液為氫氟酸溶液。需要說明的是，在所述第一半導體上形成溝槽的方法還可以是本領域技術人員公 知的其他方法，如使用光刻膠做為掩膜，對半導體襯底進行光刻從而形成溝槽等。結合參考圖2和圖加，執行步驟S12，在所述溝槽中形成第一氧化層301，所述第一 氧化層301的表面與所述第一半導體襯底20的第二區域II的表面齊平。具體包括參考圖2d，在所述溝槽中形成第一氧化層301 ；所述第一氧化層301可以采用熱氧 化等本領域技術人員公知的方法形成，本專利技術實施例中優選采用濕氧氧化方法，通過調整 熱氧化的溫度、持續時間的長短、氧氣流量等工藝條本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種具有階梯型氧化埋層的ＳＯＩ的形成方法，其特征在于，包括：提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一區域和第二區域，在所述第一半導體襯底的第一區域形成溝槽；在所述溝槽中形成第一氧化層，所述第一氧化層的表面與所述第一半導體襯底的第二區域的表面齊平；提供第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的表面形成有第二氧化層；將所述第一半導體襯底與所述第二半導體襯底鍵合，所述第一氧化層和所述第二氧化層形成階梯型氧化埋層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李樂，
申請(專利權)人：上海宏力半導體制造有限公司，
類型：發明
國別省市：31