半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制造方法，将具有离子注入层的第一半导体衬底与第二半导体衬底的键合，之后去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底，在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层，然后通过外延与刻蚀以及沉积工艺，在第一半导体衬底上形成厚度不同的平坦化层，最后通过与第三半导体衬底的键合形成半导体器件，由于该半导体器件中绝缘体上硅的掩埋层上的硅层的厚度不同，因此能够集成不同类型的MOSFT器件在同一个绝缘体上硅上，从而提高了半导体器件的性能、缩小了器件的尺寸，并且节省了封装的成本。

Semiconductor devices and their manufacturing methods

The present invention provides a semiconductor device and a manufacturing method for bonding the first semiconductor substrate with an ion implantation layer to a second semiconductor substrate, and then removing the ion implantation layer and a part of the first semiconductor substrate far away from the second side of the semiconductor substrate, in the remaining first semiconductor. A protective layer is formed on the exposed surface of the substrate film region, and then the thickness of the flat layer is formed on the first semiconductor substrate by the epitaxial and etching and deposition process. Finally, the semiconductor device is formed by bonding with the third semiconductor substrate. The layer of silicon on the insulator in the semiconductor device is buried on the buried layer. The thickness of the silicon layer is different, so it can integrate different types of MOSFT devices on the same insulator on silicon, thus improving the performance of the semiconductor device, reducing the size of the device, and saving the cost of packaging.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator，SOI)，也称绝缘衬底上的硅，在顶层硅和背衬底之间引入一层埋氧化层，是一种具有独特的“硅/绝缘层/硅”三层结构的新型硅基半导体材料。它通过绝缘埋层实现了器件和衬底的全介质隔离。在SOI上制作的MOSFT(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)器件具有非常有吸引力的性能优势，尤其是在射频开关(RFswitch)、功率放大(poweramplification)以及管理应用(managementapplications)等方面。但是不同类型的MOSFT器件需要不同的源极、漏极或阱等结构，因此，需要SOI的埋氧化层上的硅层具有不同的厚度，不同的MOSFT器件形成在具有不同厚度的硅层的SOI上，然后再对不同类型的MOSFT器件进行集成封装。因此，提供一种具有薄膜与厚膜的绝缘体上硅，不同类型的MOSFT器件可以形成在同一个SOI上，从而在同一SOI上可以集成不同类型的MOSFT器件，由此可以提高半导体器件的性能，节省封装成本，并且可以缩小尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，集成不同类型的MOSFT器件在同一个SOI上，提高半导体器件的性能。为实现上述目的，本专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：提供一第一半导体衬底，对所述第一半导体衬底的第一表面进行离子注入，在所述第一半导体衬底内部形成离子注入层；将所述第一半导体衬底的第一表面与一第二半导体衬底的第二表面进行第一次键合；去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底；剩余的所述第一半导体衬底包含薄膜区域与厚膜区域；在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层；在所述第一半导体衬底及所述保护层上形成半导体层；对所述薄膜区域内的半导体层进行刻蚀，至所述保护层，在所述厚膜区域内的半导体层上形成介质层；在所述介质层以及保护层上形成平坦化层；将所述平坦化层与一第三半导体衬底的第三表面进行第二次键合，去除所述第二半导体衬底。可选的，在进行离子注入之前，在所述第一表面上形成第一键合层；在进行第一键合之前，在所述第二表面上形成第二键合层；在进行第二次键合之前，在所述第三表面上形成第三键合层。可选的，所述第一键合层、第二键合层与第三键合层均为氧化层。可选的，所述离子注入中的离子为氢离子。可选的，通过剥离的方法去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底。可选的，在进行剥离时，进行低温退火使注入的氢离子形成气泡令一部分所述第一半导体衬底剥离。可选的，剥离之后还包括，对所述第一半导体衬底暴露出的表面进行平坦化。可选的，在剩余的所述第一半导体衬底的薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层的步骤包括：在所述第一半导体衬底暴露出的表面上沉积保护薄膜，在所述保护薄膜上沉积光刻胶；对所述光刻胶进行曝光与显影，去除所述厚膜区域内的光刻胶；对所述保护薄膜进行刻蚀，至所述第一半导体衬底。可选的，所述保护层为氧化层或氮化层。可选的，通过外延的方法在所述第一半导体衬底及所述保护层上形成半导体层；在所述薄膜区域内形成的半导体层为多晶硅层，在所述厚膜区域内形成的半导体层为单晶硅层。可选的，所述介质层为氧化层。可选的，在所述介质层以及保护层上形成平坦化层之后，还包括：对所述平坦化层进行平坦化。可选的，所述平坦化层为氧化层。可选的，采用剥离的方法去除所述第二半导体衬底。相应的，本专利技术还提供一种半导体器件，包括：第三半导体衬底，所述第三半导体衬底包括薄膜区域与厚膜区域；位于所述第三半导体衬底上的平坦化层，位于所述薄膜区域的平坦化层的厚度大于位于所述厚膜区域的平坦化层的厚度；在厚膜区域，位于所述平坦化层上的介质层以及半导体层；在薄膜区域，位于所述平坦化层上的保护层；所述保护层的上表面与所述半导体层的上表面平齐；位于所述保护层与所述半导体层上的第一半导体衬底。可选的，在所述第三半导体衬底与所述平坦化层之间设置有第三键合层。可选的，所述平坦化层、介质层以及第三键合层均为氧化层；所述保护层为氧化层或氮化层。可选的，在所述薄膜区域，所述第一半导体衬底的厚度小于等于2000埃；在所述厚膜区域，所述第一半导体衬底与所述半导体层的厚度之和大于2000埃。与现有技术相比，本专利技术提供的半导体器件及其制造方法有以下优点：本专利技术将具有离子注入层的第一半导体衬底与第二半导体衬底的键合，之后去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底，在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层，然后通过外延与刻蚀以及沉积工艺，在第一半导体衬底上形成厚度不同的平坦化层，最后通过与第三半导体衬底的键合形成半导体器件，由于该半导体器件中绝缘体上硅的掩埋层上的硅层的厚度不同，因此能够集成不同类型的MOSFT器件在同一个绝缘体上硅上，从而提高了半导体器件的性能、缩小了器件的尺寸，并且节省了封装的成本；同时由于能够精确控制离子注入层的深度，因此能够精确的控制绝缘体上硅的掩埋层上的薄膜的厚度，进一步提高了半导体器件的性能。附图说明图1为本专利技术一实施例所提供的半导体器件的制造方法的流程图。图2～图12为本专利技术一实施例所提供的半导体器件的制造方法的各步骤结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容做进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本专利技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本专利技术的限定。本专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：提供一第一半导体衬底，对所述第一半导体衬底的第一表面进行离子注入，在所述第一半导体衬底内部形成离子注入层；将所述第一半导体衬底的第一表面与一第二半导体衬底的第二表面进行第一次键合；去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底；剩余的所述第一半导体衬底包含薄膜区域与厚膜区域；在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层；在所述第一半导体衬底及所述保护层上形成半导体层；对所述薄膜区域内的半导体层进行刻蚀，至所述保护层，在所述厚膜区域内的半导体层上形成介质层；在所述介质层以及保护层上形成平坦化层；将所述平坦化层与一第三半导体衬底的第三表面进行第二次键合，去除所述第二半导体衬底。本专利技术将具有离子注入层的第一半导体衬底与第二半导体衬底的键合，之后去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底，在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层，然后通过外延与刻蚀以及沉积工艺，在第一半导体衬底上形成厚度不同的平坦化层，最后通过与第三半导体衬底的键合形成半导体器件，由于该半导体器件中绝缘体上硅的掩埋层上的硅层的厚度不同，因此能够集成不同类型的MOSFT器件在同一个绝缘体上硅上，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一第一半导体衬底，对所述第一半导体衬底的第一表面进行离子注入，在所述第一半导体衬底内部形成离子注入层；将所述第一半导体衬底的第一表面与一第二半导体衬底的第二表面进行第一次键合；去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底；剩余的所述第一半导体衬底包含薄膜区域与厚膜区域；在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层；在所述第一半导体衬底及所述保护层上形成半导体层；对所述薄膜区域内的半导体层进行刻蚀，至所述保护层，在所述厚膜区域内的半导体层上形成介质层；在所述介质层以及保护层上形成平坦化层；将所述平坦化层与一第三半导体衬底的第三表面进行第二次键合，去除所述第二半导体衬底。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一第一半导体衬底，对所述第一半导体衬底的第一表面进行离子注入，在所述第一半导体衬底内部形成离子注入层；将所述第一半导体衬底的第一表面与一第二半导体衬底的第二表面进行第一次键合；去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底；剩余的所述第一半导体衬底包含薄膜区域与厚膜区域；在剩余的所述第一半导体衬底薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层；在所述第一半导体衬底及所述保护层上形成半导体层；对所述薄膜区域内的半导体层进行刻蚀，至所述保护层，在所述厚膜区域内的半导体层上形成介质层；在所述介质层以及保护层上形成平坦化层；将所述平坦化层与一第三半导体衬底的第三表面进行第二次键合，去除所述第二半导体衬底。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在进行离子注入之前，在所述第一表面上形成第一键合层；在进行第一键合之前，在所述第二表面上形成第二键合层；在进行第二次键合之前，在所述第三表面上形成第三键合层。3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一键合层、第二键合层与第三键合层均为氧化层。4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述离子注入中的离子为氢离子。5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，通过剥离的方法去除所述离子注入层及其远离所述第二半导体衬底一侧的一部分所述第一半导体衬底。6.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在进行剥离时，进行低温退火使注入的氢离子形成气泡令一部分所述第一半导体衬底剥离。7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，剥离之后还包括，对所述第一半导体衬底暴露出的表面进行平坦化。8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在剩余的所述第一半导体衬底的薄膜区域内暴露出的表面上形成保护层的步骤包括：在所述第一半导体衬底暴...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，克里夫·德劳利，朱继光，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31