The invention provides a silicon substrate material on insulator graphic and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: 1) provides a SOI substrate, a buried oxide layer and the underlying silicon silicon layer, an insulating layer is formed on the top surface of silicon; 2) to correspond to the preparation of the transistor channel position the formation of the etching window; 3) etching the insulating layer, a groove is formed through the silicon layer; 4) providing a silicon substrate, bonding the silicon substrate and the insulating layer; 5) removal of the underlying silicon; 6) the buried oxide layer is removed. In the invention, a groove is formed in the insulating layer corresponding to the transistor channel, and the groove is completely penetrated between the top layer silicon and the bottom silicon, so that the lower part of the transistor channel below which is prepared is provided with a hollow area. The process of preparing a substrate of the invention, to guarantee the quality of materials at the same time, to avoid stripping Smart cut step annealing method, so as to avoid the top silicon graphic region due to large stress and failure problems.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体器件衬底及其制备方法,特别是涉及一种图形化绝缘体上硅衬底材料及其制备方法。
技术介绍
SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上的硅)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜,SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点:可以实现集成电路中元器件的介质隔离,彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应;采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势,因此,SOI逐渐成为了深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。开始采用SOI材料做基板时,芯片制造商在生产过程中仍然能够继续使用传统的制造工艺和设备。事实证明,SOI完全能够满足主流MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的性能需求。对CMOS(互补金属氧化物半导体)器件的性能改善、漏电流减小以及功耗减少等都会产生极大的促进作用,特别适合于低电压器件结构等。除了CMOS器件,SOI还可用来制造技术领先的微电子机械系统(MEMS),MEMS可用于传感器以及微光电技术电路等。此外,也可以利用SOI增强BiCMOS、功率器件和高压器件的性能,另外还能够改善在高温环境或者曝光在电离辐射环境下的集成电路的性能。SOI晶圆制造的芯片由数百万含晶体管的绝缘区组成,每个绝缘区都与其它绝缘区和其下的体型衬底硅基板互相隔离。这一特点极大地简化了电路的设计:由于晶体管之间是互相隔离的,设计师无需为了实现反偏结点的电气绝缘而设计复杂的电路方案。同时绝缘层也会保护顶层和体硅衬底基板上寄生的活动 ...
【技术保护点】
一种图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:步骤1),提供一包括底层硅、埋氧层及顶层硅的SOI衬底,于所述顶层硅表面形成绝缘层;步骤2),于所述绝缘层表面形成掩膜层,并于对应于制备晶体管沟道的位置形成刻蚀窗口;步骤3),基于刻蚀窗口刻蚀所述绝缘层,形成贯穿至所述顶层硅的凹槽;步骤4),提供一硅衬底,键合所述硅衬底及所述绝缘层;步骤5),去除所述SOI衬底的底层硅;步骤6),去除所述SOI衬底的埋氧层,形成图形化绝缘体上硅衬底材料。
【技术特征摘要】
1.一种图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:步骤1),提供一包括底层硅、埋氧层及顶层硅的SOI衬底,于所述顶层硅表面形成绝缘层;步骤2),于所述绝缘层表面形成掩膜层,并于对应于制备晶体管沟道的位置形成刻蚀窗口;步骤3),基于刻蚀窗口刻蚀所述绝缘层,形成贯穿至所述顶层硅的凹槽;步骤4),提供一硅衬底,键合所述硅衬底及所述绝缘层;步骤5),去除所述SOI衬底的底层硅;步骤6),去除所述SOI衬底的埋氧层,形成图形化绝缘体上硅衬底材料。2.根据权利要求1所述的图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述SOI衬底的顶层硅厚度为不小于30nm。3.根据权利要求1所述的图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,采用热氧化工艺于所述顶层硅表面形成二氧化硅层,作为绝缘层。4.根据权利要求1所述的图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述绝缘层的厚度为不小于5nm。5.根据权利要求1所述的图形化绝缘体上硅衬底材料的制备方法,其特征在于:步骤4)在键合前还包...
【专利技术属性】
技术研发人员:俞文杰,刘强,刘畅,文娇,王翼泽,王曦,
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
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