设置晶体半导体材料薄层的方法以及有关的结构和器件技术

制造半导体器件的方法包括以下步骤：在晶体硅层的一部分中形成金属硅化物；以及使用相对于所述晶体硅对所述金属硅化物有选择性的蚀刻剂来蚀刻所述金属硅化物，以设置薄晶体硅层。可以通过以下步骤形成绝缘体上硅(SOI)基板：在晶体硅层与基底基板之间具有介电材料的情况下在基底基板上设置晶体硅层；以及通过在所述晶体硅的一部分中形成金属硅化物层并且然后使用相对于所述晶体硅对所述金属硅化物层有选择性的蚀刻剂蚀刻所述金属硅化物层来使所述晶体硅层变薄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设置晶体半导体材料薄层的方法以及有关的结构和器件
本公开涉及在半导体器件制造中采用的工艺中在受主结构上设置半导体材料薄层的方法，并且涉及使用这些方法制造的结构和器件。
技术介绍
在半导体器件制造工艺中，在受主结构上设置半导体材料薄层以用于包括例如绝缘体上半导体(SeOI)型基板的制造的各种目的，并且以在所称的“三维(3D)集成”工艺中垂直地层叠半导体材料和器件。在这些工艺中，可能期望将在受主结构上设置具有小到数百纳米或更少(在一些应用中甚至一百纳米(100nm)或更少)的平均层厚度的半导体材料层。并且，期望的是，半导体材料层具有均匀厚度(例如，小于半导体材料层的厚度的5％的非均匀性)。另外，可能期望的是半导体材料层是极其平滑的。例如，可能期望形成半导体材料层使得半导体材料层的暴露主表面具有低到五纳米(5nm)或更小的表面粗糙度(Ra)。已经在本领域中提出了在受主结构上设置这样薄且平滑的半导体材料层的各种方法。然而，在本领域中仍然需要使得薄、均匀且平滑的半导体材料层能够设置在受主结构上的改进的方法。
技术实现思路
本
技术实现思路
被提供以按照简化的形式引入概念的选择。这些概念在以下公开的示例实施方式的具体描述中被更详细地描述。本
技术实现思路
不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用来限制所要求保护的主题的范围。在一些实施方式中，本公开包括制造半导体器件的方法。根据这些方法，在受主结构上设置晶体硅层，在邻近晶体硅层的暴露主表面的晶体硅的一部分中形成金属硅化物，并且利用相对于晶体硅对金属硅化物有选择性的蚀刻剂蚀刻所述金属硅化物。在另外的实施方式中，本公开包括形成绝缘体上硅(SOI)基板的方法。在这些方法中，可以在基底基板(basesubstrate)上设置晶体硅层，其中介电材料在晶体硅层与基底基板之间，并且可以使晶体硅层变薄至大约500nm或更小的厚度。为了使晶体硅层变薄，在邻近晶体硅层的暴露主表面的晶体硅层的一部分中形成通常平面的金属硅化物层，并且利用相对于晶体硅对金属硅化物层有选择性的蚀刻剂蚀刻所述金属硅化物层。本公开的另外的实施方式包括使用这些方法制造的半导体结构和器件。附图说明虽然本说明书以特别指出并且显然要求保护被认为是本专利技术的实施方式的权利要求结束，但是当结合附图阅读时，可以从本公开的实施方式的特定示例的描述更容易地确定本公开的实施方式的优点，附图中：图1至图4例示了可以被用来在半导体器件的制造中使晶体硅层变薄的方法的示例实施方式；图1是在晶体硅层与基板之间具有介电材料的情况下基板上的晶体硅层的简化截面图；图2是例示了在使晶体硅层的暴露主表面平滑之后图1的结构的简化截面图；图3是例示了在晶体硅层的一部分中形成金属硅化物材料之后图2的结构的简化截面图；图4是例示了在去除图3所示的金属硅化物材料之后晶体硅的剩余部分的简化截面图；图5是例示了可以在图4的变薄的晶体硅层中和/或在其上制造的有源器件结构的简化截面图；图6是例示了在3D集成工艺中在图5的结构上形成的有源器件结构的另外的层的简化截面图；图7是和图2的截面图一样的截面图，并且例示了金属离子正被注入到晶体硅层中以例示可以被用来在如图3所示的晶体硅层的部分中形成金属硅化物材料的方法的一个实施方式；图8是和图2的截面图一样的截面图，并且例示了在退火工艺之前沉积在晶体硅层上的金属层以例示可以被用来在如图3所示的晶体硅层的部分中形成金属硅化物材料的方法的另一实施方式；图9和图10例示了可以被用来提供图1所示的结构的方法的示例实施方式，所述结构包括基板上的晶体硅层；图9是例示了离子正被注入到包括块晶体硅的施主结构中以在其中限定薄弱离子注入平面的简化截面图；图10例示了结合到包括图1的基板的受主结构的图9的施主结构；图11至图15例示了与参照图1至图10所描述的那些方法类似的方法的另外的示例实施方式，但是其中，晶体硅层中包括先前制造的有源器件结构；图11是在半导体材料与基板之间具有介电材料的情况下基板上的晶体硅层简化截面图，晶体硅层中包括至少部分地形成的有源器件结构；图12是例示了在使晶体硅层的暴露主表面平滑之后图11的结构的简化截面图；图13是例示了在晶体硅层的一部分中形成金属硅化物材料之后图12的结构的简化截面图；图14是例示了在去除图13所示的金属硅化物材料之后晶体硅的剩余部分的简化截面图；以及图15是例示了在3D集成工艺中在图14的结构上形成的有源器件结构的另外的层的简化截面图。具体实施方式本文呈现的图示不意在为任何特定半导体材料、结构、器件或方法的实际视图，而是仅仅是被用来描述本公开的实施方式的理想化表示。本文使用的任何标题不应该被解释为限制如由下面的权利要求和它们法定的等同物所限定的本专利技术的实施方式的范围。在任何特定标题中所描述的概念在遍及整个说明书的其它部分中通常是适用的。本文中引用了许多参考文献，不管在文本中如何表征，所引用参考文献当中的每一个都不相对于本文所要求保护的主题的本专利技术被认为是现有技术。如本文所使用的，术语“III-V半导体材料”意指并且包括至少主要由来自周期表的IIIA族的一个或更多个元素(B、Al、Ga、In和Tl)和来自周期表的VA族的一个或更多个元素(N、P、As、Sb和Bi)组成的任何半导体材料。例如，III-V半导体材料包括但不限于GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、AlN、AlP、AlAs、InGaN、InGaP、GaInN、InGaNP、GaInNAs等。本文公开的方法的实施方式可以被采用来在半导体器件的制造中使材料层变薄以设置具有选定的所希望的平均层厚度的晶体硅层。图1例示了半导体结构100，该半导体结构100包括含有晶体硅的晶体硅层102、基板104以及在晶体硅层102与基板104之间的中间层106。在这个构造中，半导体结构100可以包括绝缘体上硅(SOI)型基板。基板104可以包括设置有晶体硅层102的受主结构。晶体硅层102包括晶体硅。在一些实施方式中，晶体硅层102可以包括硅的单晶体。换句话说，晶体硅可以包括单晶硅。晶体硅层102的一部分可以被指定为“有源”部分，在其上和/或在其中将制造(或者已经制造)有源器件结构，并且晶体硅层102的另一部分可以包括不旨在包括这些有源器件结构的牺牲部分。例如，晶体硅层102在平面109下面的部分(从图1的角度看)可以包括晶体硅层102的有源部分，并且晶体硅层102在平面109上方的部分(从图1的角度看)可以包括晶体硅层102的牺牲部分。布置有晶体硅层102的基板104可以包括半导体材料(例如，硅、锗、III-V半导体材料等)、陶瓷材料，诸如氧化物(例如，氧化铝、氧化硅、氧化锆等)、氮化物(例如，氮化硅)或碳化物(例如，碳化硅)。在另外的实施方式中，基板104可以包括金属基板。例如，基板104可以包括诸如铜、钼或不锈钢的一种或更多种金属或金属合金。在另外的实施方式中，基板104可以包括石墨烯基板或金刚石基板。在一些实施方式中，基板104可以包括多层基板(例如，绝缘体上半导体(SeOI)型基板，诸如绝缘体上硅(SOI)基板或绝缘体上锗(GeOI)基板)。其它适合的基板在本领域中是已知的并且可以被用在本公开的实施方式中。在一些实施方式中，基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，该方法包括以下步骤：在受主结构上设置晶体硅层；在邻近所述晶体硅层的暴露主表面的晶体硅的一部分中形成金属硅化物；以及使用相对于所述晶体硅对所述金属硅化物有选择性的蚀刻剂来蚀刻所述金属硅化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.09 FR 1252148;2012.02.22 US 13/402,4641.一种制造半导体器件的方法，该方法包括以下步骤：在受主结构上设置晶体硅层；在邻近所述晶体硅层的暴露主表面的晶体硅的一部分中形成金属硅化物；以及使用相对于所述晶体硅对所述金属硅化物有选择性的蚀刻剂来蚀刻所述金属硅化物，其中，蚀刻所述金属硅化物的步骤包括以下步骤：至少去除所述金属硅化物并且暴露所述晶体硅的表面，并且所述方法还包括以下步骤：使用湿法清洗工艺、化学机械抛光工艺、等离子体清洗工艺和离子修整工艺中的一个或更多个来使所述晶体硅的表面平滑。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述受主结构上设置所述晶体硅层的步骤包括以下步骤：将所述晶体硅层从施主结构转移至所述受主结构。3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括以下步骤：选择所述晶体硅层，以包括有源器件结构。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在邻近所述晶体硅层的所述暴露主表面的所述晶体硅的所述部分中形成所述金属硅化物的步骤包括以下步骤：将金属沉积在所述晶体硅层的所述暴露主表面上；以及使所沉积的金属和所述晶体硅层退火，以形成所述金属硅化物。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在邻近所述晶体硅层的所述暴露主表面的所述晶体硅的所述部分中形成所述金属硅化物的步骤包括以下步骤：将金属离子注入到所述晶体硅中，以形成所述金属硅化物。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚姆·萨达卡，I·拉杜，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR