一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法技术

本发明专利技术提供一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，包括步骤：1）于第一衬底表面外延一掺杂的单晶薄膜；2）外延一顶层半导体材料；3）沉积绝缘层；4）从所述绝缘层表面将剥离离子注入至所述单晶薄膜下方的第一衬底预设深度的位置；5）提供第二衬底，并键合所述第二衬底及所述绝缘层；6）进行退火处理，使所述单晶薄膜吸附所述剥离离子，最终使所述第一衬底与所述顶层半导体材料从该单晶薄膜处分离。本发明专利技术通过控制超薄单晶薄膜的离子掺杂控制其对注入离子的吸附作用，可以采用非常低的剂量注入便可实现智能剥离，而且剥离裂纹发生在超薄层处，裂纹很小，可获得高质量的绝缘体上半导体材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体材料的制备方法，特别是涉及一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法。
技术介绍
近年来，绝缘体上硅（SOI）材料以其独特的绝缘埋层结构，能降低衬底的寄生电容和漏电电流，在低压、低功耗、高温、抗辐射器件等诸多领域得到了广泛的应用。绝缘体上硅在相关领域中应用技术已经非常成熟，绝缘体上应变硅（sSOI）也日益得到了相关技术人员的重视，绝缘体上锗硅（SGOI）结合了锗硅材料和绝缘体上硅的优势，不仅能减小衬底的寄生电容和漏电电流，还能提高载流子迁移率，同样得到了广泛的关注。制备更小尺寸、更高性能的器件一直是半导体工业发展的目标和方向，随着超大规模集成电路技术进入到22nm节点及以下，对集成电路的特征尺寸提出了更高要求。为了使基于绝缘上材料的器件进一步缩微化，就要求绝缘体上材料的厚度更薄，超薄绝缘体上材料应运而生。通常绝缘体上材料需要通过材料的制备和层转移两个过程得到，比较常见的层转移实现技术是键合和剥离工艺。而传统的智能剥离方法剥离面很厚，剥离裂纹大，剥离后得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1）提供第一衬底，于所述第一衬底表面外延一掺杂的单晶薄膜；2）于所述单晶薄膜表面外延一顶层半导体材料；3）于所述顶层半导体材料表面沉积绝缘层；4）从所述绝缘层表面将剥离离子注入至所述单晶薄膜下方的第一衬底预设深度的位置；5）提供第二衬底，并键合所述第二衬底及所述绝缘层；6）进行退火处理，使所述单晶薄膜吸附所述剥离离子，最终使所述第一衬底与所述顶层半导体材料从该单晶薄膜处分离。

【技术特征摘要】
1.一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
1）提供第一衬底，于所述第一衬底表面外延一掺杂的单晶薄膜；
2）于所述单晶薄膜表面外延一顶层半导体材料；
3）于所述顶层半导体材料表面沉积绝缘层；
4）从所述绝缘层表面将剥离离子注入至所述单晶薄膜下方的第一衬底预设深度的位
置；
5）提供第二衬底，并键合所述第二衬底及所述绝缘层；
6）进行退火处理，使所述单晶薄膜吸附所述剥离离子，最终使所述第一衬底与所述
顶层半导体材料从该单晶薄膜处分离。
2.根据权利要求1所述的低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于：所述单
晶薄膜的厚度不大于7nm。
3.根据权利要求1所述的低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于：所述单
晶薄膜的材料包括Si、Ge、SiGe、GeSn、GaAs及AlGaAs中的一种。
4.根据权利要求3所述的低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于：所述单
晶薄膜的掺杂离子包括C、B、P、Ga、In、As及Sb中的一种或两种以上，掺杂离子的浓
度为1E18/cm3～1E22/cm3。
5.根据权利要求3所述的低剂量注入制备绝缘体上半导体材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗，陈达，狄增峰，薛忠营，王刚，叶林，母志强，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31