适用于纳米工艺的晶圆及其制造方法技术

本发明专利技术是有关于一种适用于纳米工艺的晶圆及其制造方法，其包含一第一退火步骤、一第一沉积步骤、一注入步骤，及一第二退火步骤。该第一退火步骤是以高于650℃的温度对一晶圆进行退火处理以在该晶圆表面形成一高质量硅层。该第一沉积步骤是在退火后的晶圆的高质量硅层上以硅锗气体源沉积出一硅锗沉积层。该注入步骤是将氧离子注入该晶圆中。该第二退火步骤是以高于650℃的温度对注入氧离子的晶圆进行退火处理以形成一层氧化硅层，使得产制出的晶圆较容易控制各材料层均匀度、表面平坦度，以将质量不均匀、价格较低廉的晶圆制作成质量均匀的晶圆以利纳米工艺使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶圆及其制造方法，特别是涉及一种能够提供给半导体厂在纳米工艺时代所需的晶圆及制造方法。
技术介绍
现有半导体工艺所使用的晶圆是以柴式拉晶法(Czochralski-grown)拉出晶柱，再将晶柱切段、切片而广制出晶圆。晶柱所切割出来的晶圆中，质量最佳的称为单晶晶圆(Epi-Wafer)、与生产晶圆(Prime Wafer)，单晶晶圆与生产晶圆几乎都使用集中在晶柱的“中间”段落，而接近头、尾两段所切割出的晶圆，具瑕疵的比例较高，质量也较差，因此通常会以低价售出被当作控、档片与测试晶圆(有Test-Wafer或Dummy Wafer或MonitorWafer等名称)。测试晶圆通常用于测试、实验，较难使用于正常工艺，且测试晶圆的售价大约只有 生产晶圆的一成至两成。有业者为了改善上述缺点，而发展出如中国台湾公告第1263329号“SM0X晶圆的制造方法及该方法制造的SIMOX晶圆”专利案的技术，但是SIMOX晶圆在制造处理过程中，氧离子注入时所附着的粒子在之后的退火处理会形成缺陷，这是众所熟知的事实。当然除了 SIMOX工艺以外，smart-cut制造方法也能够产制出高阶IC工艺适用的生产晶圆，如中国台湾公告第1327337号“绝缘层覆硅(SOI)晶圆及其制造方法”专利案。所谓smart-cut技术，是指离子注入剥离法，离子注入剥离法是一种例如在两片硅晶圆中的至少其中一片形成氧化膜的同时，由接合晶圆的表面注入氢离子或稀有气体离子，在接合晶圆内部，例如表面附近形成微小气泡层(封入层)后，在离子注入面通过氧化膜而使接合晶圆和基底晶圆密接，之后，加上热处理(剥离热处理)，再以微小气泡层为劈开面(剥离面)，将接合晶圆剥离为薄膜状，最后加上热处理(接合热处理)，坚固地接合两片硅晶圆，以作为SOI晶圆的技术。然而，以上述方法所制得的生产晶圆因为(I)氧化硅层厚度均匀度差、(2)平坦度极低(3)缺陷(Defects)过多且难以控制等缺点，而导致(4)价格高，所以使得晶圆市场的成本一直居高不下，因为上述缺点会显著地影响后续半导体工艺的良率。另外，在工艺线宽尺寸持续缩小的技术要求的情况下，晶圆的规格与适用性已经越来越严苛。因此，思考如何让拉晶后整根晶柱头、尾两段在具有部份缺陷或超出规格时仍然能够用于后续纳米工艺，为本专利
者持续努力改进的重要目标。由此可见，上述现有的晶圆及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的晶圆及其制造方法存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的，能够改进一般现有的晶圆及其制造方法，使其更具 有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的晶圆及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新型结构的，所要解决的技术问题是提供一种适用于适用于纳米工艺的晶圆制造方法，非常适于实用。本专利技术的另一目的在于，克服现有的晶圆及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新的，所要解决的技术问题是使其适用于纳米工艺的晶圆，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的其包含一个第一退火步骤、一个第一沉积步骤、一个注入步骤，以及一个第二退火步骤，其特征在于该第一退火步骤以高于650°c的温度对一个晶圆进行退火处理以在该晶圆表面形成一个高质量硅层；该第一沉积步骤以化学气相沉积法将含有硅、锗的硅锗气体源在该晶圆的高质量硅层上沉积出一个硅锗沉积层；该注入步骤将氧离子注入该晶圆中；该第二退火步骤以高于650°C的温度对注入氧离子的晶圆进行退火处理，以使该晶圆的高质量娃层转化为一层氧化娃层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的在该注入步骤中是以一个离子注入机将氧离子注入该晶圆中，氧离子注入的深度为0. 001-5 ilm，氧离子注入的浓度为I X 1013-5 X 1021atoms/cm3。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的在该第一退火步骤中是以高温炉管进行退火处理，处理时间为10分钟至60分钟，并是选自氢气、氩气、氮气或稀有气体进行退火处理。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的在该第一退火步骤中是以快速退火设备进行退火处理，处理时间为I. 0分钟至60分钟，并是选自氢气、氩气、氮气或稀有气体进行退火处理。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的在该第二退火步骤中是以高温炉管进行退火处理，处理时间为10分钟至4小时，并是选自氢气、氩气、氮气或稀有气体进行退火处理。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的在该第二退火步骤中是以快速退火设备进行退火处理，处理时间为I. 0分钟至4小时，并是选自氢气、氩气、氮气或稀有气体进行退火处理。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的其还包含一个第二沉积步骤，该第二沉积步骤是以化学气相沉积法在形成该氧化硅层后的晶圆上，并在该硅锗沉积层表面以含硅的硅气体源沉积出一个硅沉积层。前述的适用于纳米工艺的晶圆制造方法，其中所述的其还包含一个研磨步骤，该研磨步骤是以化学机械研磨的方式研磨该晶圆的硅沉积层表面。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的任一方法制造的晶圆，其中所述的该晶圆还包含一个形成于该硅基板层上的氧化硅层，以及一个以硅锗气体源沉积于该氧化硅层上的硅锗沉积层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的任一方法制造的晶圆，其中所述的该晶圆还包含一个沉积于该硅锗沉积层上的娃沉积层。借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点及有益效果本专利技术用于纳米工艺晶圆制造方法的第一较佳实施例具有以下优点(I)低制造成本本专利技术能够以较低成本的方式生产出能够供纳米工艺使用的晶圆2。(2)成形出高质量的氧化硅层23 :该氧化硅层23是直接由该高质量硅层22转化而来，因此介电能力优于热蒸镀的氧化硅，另外，也能生产出具不同厚度的绝缘用氧化硅层23。(3)高质量的硅锗沉积层24 :由于该硅锗沉积层24的组成为完美晶格结构，因此晶圆2表面的质量较佳也较为平坦，另外，也能生产出具有不同厚度的硅锗沉积层24。(4)适用现有设备本专利技术晶圆制造方法在处理过程中所使用的设备与现有半导体厂的设备相同，因此不需另外添购设备而造成额外支出。另外，本专利技术所生产的晶圆2还具有其它优点(I)氧化硅层23的厚度与均匀性能够由注入氧离子浓度与退火处理的温度与退火时间来调节。(2)利用本专利技术所生产的生产晶圆2,质量均勻性(uniformity)较佳。(3)利用本专利技术所生产的生产晶圆2，能够单一芯片达高质量要求。(4)利用本专利技术所生产的生产晶圆2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏颖，
申请(专利权)人：陈柏颖，
类型：发明
国别省市：