绝缘体上硅衬底的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种绝缘体上硅衬底的制造方法，包括：在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构贯穿所述锗硅层，通过去除所述锗硅层以形成埋氧通道；在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；使所述弹簧结构变形，所述埋氧通道的内壁接触，埋氧通道内壁上的氧化层粘接在一起以形成埋氧层。本发明专利技术提供的绝缘体上硅衬底的制造方法可以仅使用一块硅片制造出绝缘体上硅衬底，制造的成本更低，并且，采用本发明专利技术制造的绝缘体上硅衬底的方法可以制造出性能更加优秀的双层的埋氧层，在所述衬底中形成两层锗硅层即可，不需要增加额外的成本和工艺。

【技术实现步骤摘要】
绝缘体上硅衬底的制造方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种绝缘体上硅衬底的制造方法。
技术介绍
与传统的半导体衬底材料相比，绝缘体上硅(SemicononInsulator，SOI)衬底能够提供许多优点，例如消除闩锁(latch-up)效应、减小寄生电容、提高操作速度和降低功耗等。目前，SOI衬底通常是通过晶片键合技术或者智能剥离(smartcut)技术来制造，但这两种技术均需要消耗两块硅片以制造出SOI衬底，制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绝缘体上硅衬底的制造方法，以解决现有技术中制造绝缘体上硅衬底需要使用两块硅片，使制造成本偏高的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种绝缘体上硅衬底的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底中形成有锗硅层，所述衬底包括中央区域和围绕所述中央区域的边缘区域；所述衬底包括相对的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构较所述第一沟槽更靠近所述中央区域；去除所述锗硅层以形成埋氧通道；在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层；可选的，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之前，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：对所述锗硅层进行氢离子注入；可选的，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之后，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之前，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：形成钝化层，所述钝化层覆盖所述衬底的第一表面和所述第一沟槽的内壁；可选的，所述钝化层包括氧化硅和氮化硅的复合结构层；可选的，去除所述锗硅层以形成埋氧通道的步骤包括：在所述衬底的第二表面的中央区域形成第二沟槽，所述第二沟槽贯穿所述锗硅层；刻蚀去除所述锗硅层以形成埋氧通道；可选的，采用具有高刻蚀比的刻蚀液去除所述锗硅层；可选的，在所述埋氧通道的内壁形成氧化层的步骤包括：采用炉管氧化的方法在所述埋氧通道的内壁以及所述第二沟槽的内壁形成氧化层；可选的，所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层的步骤包括：对所述衬底进行加压，以使所述弹簧结构变形；对所述衬底进行加热，以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起；可选的，所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层之后，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：去除所述变形的弹簧结构；形成多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述衬底的第二表面并填充所述第二沟槽；可选的，所述锗硅层包括相对的第三表面和第四表面，所述锗硅层的第三表面和第四表面上均形成有外延层；可选的，所述锗硅层的第三表面较所述锗硅层的第四表面更靠近所述衬底的第一表面；可选的，形成多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述衬底的第二表面并填充所述第二沟槽之后，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：去除所述衬底的一部分，以暴露出所述锗硅层的上表面上的外延层；可选的，所述第一沟槽的数量与所述弹簧结构的数量相匹配。在本专利技术提供的绝缘体上硅衬底的制造方法中，包括：在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构贯穿所述锗硅层，通过去除所述锗硅层以形成埋氧通道；在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；使所述弹簧结构变形，所述埋氧通道的内壁接触，埋氧通道内壁上的氧化层粘接在一起以形成埋氧层。本专利技术提供的绝缘体上硅衬底的制造方法可以仅使用一块硅片制造出绝缘体上硅衬底，制造的成本更低，并且，采用本专利技术制造的绝缘体上硅衬底的方法可以制造出性能更加优秀的双层的埋氧层，在所述衬底中形成两层锗硅层即可，不需要增加额外的成本和工艺。附图说明图1实施例提供的绝缘体上硅衬底的制造方法的流程图；图2-图12为使用所述绝缘体上硅衬底的制造方法形成的半导体的示意图；其中，10-边缘区域，11-中央区域，110-第一硅层，111-第二表面，120-第二硅层，121-第一表面，130-锗硅层，131-锗硅层的上表面，132-锗硅层的下表面，140-第一外延层，150-第二外延层，2-光刻胶层，31-开口，32-第一沟槽，4-钝化层，5-弹簧结构，6-第二沟槽，7-埋氧通道，8-氧化层，9-埋氧层，113-多晶硅层。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。参阅图1，其为实施例提供的绝缘体上硅衬底的制造方法的流程图，如图1所示，所述绝缘体上硅衬底的制造方法包括：S1：提供衬底，所述衬底中形成有锗硅层，所述衬底包括中央区域和围绕所述中央区域的边缘区域；S2：所述衬底包括相对的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；S3：在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构较所述第一沟槽更靠近所述中央区域；S4：去除所述锗硅层以形成埋氧通道；S5：在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；S6：所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层。本专利技术提供的绝缘体上硅衬底的制造方法可以仅使用一块硅片制造出绝缘体上硅衬底，制造的成本更低，并且，采用本专利技术制造的绝缘体上硅衬底的方法可以制造出性能更加优秀的双层的埋氧层，在所述衬底中形成两层锗硅层即可，不需要增加额外的成本和工艺。具体的，请参阅图2-图12，其为使用所述绝缘体上硅衬底的制造方法形成的半导体的示意图，接下来，将结合图2-图12来对本实施例提供的绝缘体上硅衬底的制造方法做进一步的描述。参阅图2，提供第一硅层110，在所述第一硅层110上生长第一外延层140，所述第一外延层140为与第一硅层110具有相同的晶体结构的硅层，并且采用离子注入的方法掺杂了B离子，在所述第一外延层140上形成锗硅层130，形成锗硅层130的方法可以是现有技术的任何一种，例如在生长的硅层中注入锗离子等，本专利技术不作限制，其中，锗离子的浓度在10％-50％之间。在所述锗硅层130上生长第二外延层150，所述第二外延层150为与第一硅层110具有相同的晶体结构的硅层，并且采用离子注入的方法掺杂了B离子，所述第二外延层150的表面用于在后续工艺中形成器件，以提高器件的性能，最后在所述第二外延层150上形成第二硅层120，所述第一硅层110、第一外延层140、锗硅层130、第二外延层150和第二硅层120构成衬底，所述衬底包括第二表面111(第一硅层110的表面)和第一表面121(第二硅层120的表面)。其中，所述第一硅层110可以是一块晶圆，所述第一外延层140的厚度在1μm-5μm之间；所述锗硅层130的厚度在0.2μm-1μm之间；所述第二外延层150的厚度在5μm-10μm之间；所述第二硅层120的厚度在10μm-15μm之间，所述第一外延层140位于所述第一硅层110和所述锗硅层130的下表面132之间，所述第二外延层150位于所述第二硅层120和所述锗硅层130的上表面131之间。对所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底中形成有锗硅层，所述衬底包括中央区域和围绕所述中央区域的边缘区域；所述衬底包括相对的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构较所述第一沟槽更靠近所述中央区域；去除所述锗硅层以形成埋氧通道；在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底中形成有锗硅层，所述衬底包括中央区域和围绕所述中央区域的边缘区域；所述衬底包括相对的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层；在所述衬底的第一表面的边缘区域形成弹簧结构，所述弹簧结构较所述第一沟槽更靠近所述中央区域；去除所述锗硅层以形成埋氧通道；在所述埋氧通道的内壁形成氧化层；所述弹簧结构变形以使所述埋氧通道的内壁粘接在一起，形成埋氧层。2.如权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之前，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：对所述锗硅层进行氢离子注入。3.如权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，在所述衬底的第一表面的边缘区域形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之后，所述第一沟槽贯穿所述锗硅层之前，所述绝缘体上硅衬底的制造方法还包括：形成钝化层，所述钝化层覆盖所述衬底的第一表面和所述第一沟槽的内壁。4.如权利要求3所述的绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，所述钝化层包括氧化硅和氮化硅的复合结构层。5.如权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制造方法，其特征在于，去除所述锗硅层以形成埋氧通道的步骤包括：在所述衬底的第二表面的中央区域形成第二沟槽，所述第二沟槽贯穿所述锗硅层；刻蚀去除所述锗硅层以形成埋氧通道。6.如权利要求5所述的绝缘体上硅衬底的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玮荪，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31