用于制造多个结构的工艺制造技术

该工艺包括下列步骤：a)提供适于接收多个结构(S)的腔室(10)，b)使气体流(F)在腔室(10)中循环，使得腔室(10)具有非氧化性气氛，c)在高于阈值的温度下对多个结构(S)进行热处理，在高于阈值的温度下，电介质的氧化物中存在的氧扩散通过有源层，与有源层的半导体材料反应，并生成挥发性材料；该方法的特征在于，步骤b)进行为使得气体流(F)在多个结构(S)之间的循环速度大于挥发性材料扩散进入气体流的速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造多个结构的工艺，所述多个结构每个相继包括衬底、包括氧化物的电介质以及包括半导体材料的有源层。术语“有源层”指的是在其上或其中将制造旨在用于尤其是在微电子、光学和光电子的领域中的应用的部件的层(或多个子层)。
技术介绍
如图1A所示，现有技术已知的制造工艺包括下列步骤:a)提供适于接收多个结构S的腔室10，b)使气体流F(由箭头显示)在腔室10中循环，使得腔室10具有非氧化性气氛，c)在高于阈值的温度下对多个结构S进行热处理，在高于阈值的温度下，电介质的氧化物中存在的氧会扩散通过有源层，与有源层的半导体材料反应，并生成挥发性材料。在步骤a)中提供的腔室是设备1的一部分，该腔室配备有适于对结构S进行支撑的支撑系统4。在步骤b)中，可以通过惰性气体(例如氩)或还原性气体的连续气体流F来获得非氧化性气氛。术语“非氧化性”应当理解为是指氧含量小于lOppm的气氛。气体流F通过入口 2注入腔室10，并且通过出口 3从腔室10排出。步骤c)中，热处理在高温下进行，常规上在大约1200°C的温度下进行。应当注意，优选地，步骤b)和步骤c)同时进行。尤其在电介质包括二氧化硅以及有源层的半导体材料包括硅时使用这样的现有技术工艺。于是所生成的挥发性材料包括一氧化硅。因此，步骤c)使得能够部分溶解电介质。对于需要电介质厚度小于200nm的结构的制造，这样的现有技术工艺尤其有益。本领域技术人员将在Kononchuk 的文章(Kononchuk 等，Novel trends in SOItechnology for CMOS applicat1ns, Solid State Phenomena, Vols.156-158(2010)pp.69-76,以及 Kononchuk 等,Internal Dissolut1n of Buried Oxide in SOIWafers, Solid State Phenomena, Vols.131-133 (2008) pp.113-118)中找到对这样的工艺的技术描述。然而，这样的现有技术工艺不是完全令人满意的，正如申请人所注意到的，电介质在步骤c)中的溶解是不均匀的，这导致在所制造的结构中的电介质的厚度的非均匀性。该非均勾性在所希望的电介质厚度很小(例如，小于20nm或10nm)而结构直径很大(300mm、450mm)时会更加有害。
技术实现思路
本专利技术目的为克服上述缺陷，本专利技术涉及用于制造多个结构的工艺，所述多个结构各相继包括衬底、包括氧化物的电介质以及包括半导体材料的有源层，所述工艺包括下列步骤:a)提供适于接收多个结构的腔室，b)使气体流在腔室中循环，使得腔室具有非氧化性气氛，c)在高于阈值的温度下对多个结构进行热处理，在高于阈值的温度下，电介质的氧化物中存在的氧扩散通过有源层，与有源层的半导体材料反应，并生成挥发性材料；所述工艺的特征在于，步骤b)和步骤c)进行为使得气体流在多个结构之间的循环的记为Vf的速率大于挥发性材料扩散进入气体流的记为1的速率。申请人已经观察到，步骤c)中的电介质的溶解的非均匀性主要是由于挥发性材料在有源层附近的积累，该积累在结构的中心处比在结构的边缘处更大。这种挥发性材料的浓度梯度导致在结构的中心处的电介质厚度过大。具体地，气体流在多个结构之间的循环的速率相对于挥发性材料扩散进入气体流的速率而言非常小；一般而言，Vf/Vd〈10。从而，挥发性材料的排出主要通过向结构的边缘扩散来进行(其速率在mm/s的量级)。因而在有源层附近的挥发性材料的浓度梯度导致在结构的中心的电介质的溶解相对于结构的边缘而目减慢了。通过使得气体流在多个结构之间的循环的速率(记为Vf)大于挥发性材料扩散进入气体流的速率(记为Vd)，本专利技术解决了该问题。从而，通过形成挥发性材料的强制循环，防止产生在结构之间的挥发性材料的浓度梯度，而且使得步骤c)中的电介质的溶解变得均匀，这使得所制造的结构中的电介质的厚度均匀。应当注意，优选地，步骤b)和步骤c)同时进行。有益地，步骤b)和步骤c)进行为使得W 100，优选为V f/Vd^ 1000。从而，腔室中的气体流的循环速率与挥发性材料扩散进入气体流的速率之间的这样的比使得在每个结构之间的有用层附近的挥发性材料的浓度梯度显著降低。根据一个实施方案，步骤b)进行为使得气体流在每个结构的有源层附近循环。从而，在多个结构之间产生了挥发性材料的强制循环。根据一个实施方案，在步骤a)中提供的腔室沿着纵向轴线延伸，步骤b)包括将气体流注入到腔室中，该注入的方向平行于纵向轴线，步骤a)包括为腔室配备导引装置的步骤，该导引装置布置为将注入的气体流导引到每个结构的有源层附近，该导引装置优选包括鳍，所述鳍定位为围绕腔室的周界。根据一个实施方案变形，在步骤a)中提供的腔室沿着纵向轴线延伸，步骤b)包括将气体流注入到腔室中，该注入的方向平行于纵向轴线，步骤a)包括为腔室配备支撑构件的步骤，该支撑构件布置为对多个结构进行支撑，该支撑构件能够相对于腔室绕纵向轴线旋转运动，使得气体流在每个结构的有源层附近循环。根据一个特征，结构的支撑构件形成部分地围绕纵向轴线的螺旋，结构的每个支撑构件形成该螺旋的叶片。从而，通过气体流的搅动，这样的支撑构件能够显著降低在每个结构之间的有用层附近的挥发性材料的浓度梯度。根据一个实施方案变形，在步骤a)中提供的腔室沿着纵向轴线延伸，步骤b)包括将气体流注入到腔室中，该注入的方向垂直于纵向轴线并且朝向每个结构，使得气体流在每个结构的有源层附近循环。有益地，所述工艺包括将在每个结构的有源层附近循环的气体流排出的步骤，气体流从腔室排出的方向垂直于腔室的纵向轴线。从而，这样的专用于每个结构的排出能够防止产生沿着纵向轴线的挥发性材料的浓度梯度。根据另一个实施方案变形，步骤b)包括将气体流注入到腔室中的步骤，该注入指向每个结构的中心。从而，产生了从结构的中心向结构的边缘的挥发性材料的强制循环，这是为了防止产生在每个结构之间的有用层附近的挥发性材料的浓度梯度。有益地，步骤a)包括为腔室配备支撑构件的步骤，该支撑构件布置为对多个结构进行支撑，支撑构件形成了导管，该导管布置为将注入的气体流导引到结构的中心。从而，这样的支撑构件执行双重功能:对结构进行支撑，以及将气体流注入。根据一个实施方案，所述工艺包括将气体流从腔室排出的步骤，而排出的气体流的一部分再次注入到腔室中。从而，除了结构的中心和边缘之间的浓度均一性外，还沿着腔室使挥发性材料的浓度均一化。有益地，每个结构的有源层具有自由表面，步骤a)包括为腔室配备支撑装置的步骤，该支撑装置布置为对多个结构进行支撑，并且该工艺包括将支撑构件设定为绕垂直于每个结构的有源层的自由表面的轴线进行旋转运动的步骤。从而，这样的运动设定能够防止在每个结构的有源层附近循环的气体流不对称。根据一个实施方案，电介质包括二氧化硅，有源层的半导体材料包括硅，而所生成的挥发性材料包括一氧化硅。【附图说明】其他特征和益处将在下面的对根据本专利技术的制造工艺的实施方案的描述中显现，这些实施方案是参考所附附图通过非限制性示例给出的，在附图中:-图1A(上文已提及)是用于实施根据现有技术的实施方案的设备的纵向横截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造多个结构(S)的工艺，所述多个结构各相继包括衬底、包括氧化物的电介质以及包括半导体材料的有源层，所述工艺包括下列步骤：a)提供适于接收多个结构(S)的腔室(10)，b)使气体流(F)在腔室(10)中循环，使得腔室(10)具有非氧化性气氛，c)在高于阈值的温度下对多个结构(S)进行热处理，在高于阈值的温度下，电介质的氧化物中存在的氧扩散通过有源层，与有源层的半导体材料反应，并生成挥发性材料，所述工艺的特征在于，步骤b)和步骤c)进行为使得气体流(F)在多个结构(S)之间的循环的记为Vf的速率大于挥发性材料扩散进入气体流的记为Vd的速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·朗德吕，O·科农丘克，C·古德尔，C·达维德，S·穆热尔，X·施奈德，
申请(专利权)人：SOITEC公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR