SOI晶圆的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种SOI晶圆的制备方法，提供第一基底；在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；提供第二基底；在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层；将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。本发明专利技术所提供的方法可以替代现有的Trap‑rich型SOI(Silicon on Insulator)晶圆形成方法，同时与现有的方法相比，键合更加容易，同时利用一过渡层代替采用离子注入形成的剥离层，使得工艺操作变得更加简单，也使生产成本降低。

【技术实现步骤摘要】
SOI晶圆的制备方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种SOI晶圆的制备方法。
技术介绍
绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator，SOI)工艺以其良好的衬底隔离特性，在射频领域有着广阔的应用前景。以移动电话为代表的通讯机器，为追求将对应于相异通讯方式及相异频率的通讯功能予以一体化于同一机器内，并且对于更进一步的高功能化与小型化的需求更为显著地强烈，例如，有在半导体的单一芯片上构成：以进行数字或高频模拟等讯号处理的晶体管为代表的主动组件区块；以及以电阻或是电容或是传感器为代表的被动组件，所组合而成的电路，再者，用于高频集成电路而以电阻、电容或是电感为代表的被动组件，在电阻损失部分及浮动电容部分为小，若构成电路时的Q值(Q-factor)为不高，则不仅无法以高频来动作，且将增加损失且增加消耗电流，因此由于难以通过移动电话等的携带型机器中的电池进行长时间动作的缘故，所以被动组件的电阻损失部分及杂散电容部分必须为极小值，在此些高频集成电路中，贴合式半导体晶圆也被称Trap-rich(富陷阱)型SOI基板，近年来成为被实用化且被大量使用的状况。目前，SOI晶圆的制作方法，主要是利用一种离子注入剥离法，该离子注入剥离法于形成有SOI层的接合晶圆上，借由注入主要为氢离子的物质而形成剥离用离子注入层，并在透过绝缘膜而与基底晶圆贴合之后，在剥离用离子注入层予以剥离于该接合晶圆而使其薄膜化的方法，而该方法过程相对复杂，且成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SOI晶圆的制备方法，以解决使用现有制备方法工艺过程相对复杂，使用成本较高的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种SOI晶圆的制备方法，包括以下步骤：提供第一基底；在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；提供第二基底；在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层，所述第一介电质层和所述第二介电质层的材质相同；将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。可选的，所述第一介电质层和所述第二介电质层为氧化层。可选的，所述过渡层为锗硅层。可选的，所述第一半导体层为多晶硅层。可选的，所述多晶硅层为陷阱中心层。可选的，所述第二半导体层为单晶硅层。可选的，所述第一基底和所述第二基底由单晶硅构成。可选的，所述初始SOI晶圆薄化的步骤包括：依次去除所述第二基底和所述过渡层。可选的，采用化学机械研磨的方法去除所述第二基底和部分所述过渡层。可选的，采用干法刻蚀的方法使剩余的所述过渡层全部去除。可选的，采用CF4气体使剩余的所述过渡层全部去除。综上所述，在本专利技术提供的SOI晶圆的制备方法中，提供第一基底；在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；提供第二基底；在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层；将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。本专利技术所提供的方法可以替代现有的Trap-rich(富陷阱)型SOI晶圆形成方法，同时与现有的方法相比，在本方法中进行键合的所述第一介电质层和所述第二介电质层为同一物质，使得两者的键合更加容易。进一步的，利用一锗硅层作为过渡层代替采用离子注入形成的剥离层，使得工艺操作变得更加简单，也使生产成本降低。附图说明图1为本专利技术实施例提供的所述初始SOI晶圆的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的所述第一基底上第一介电质层形成后的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的所述第二基底上第二介电质层形成后的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的所述初始SOI晶圆的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的去掉第二基底后的初始SOI晶圆的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的Trap-rich型SOI晶圆的结构示意图；其中，1-第一基底，2-第一半导体层，3-第一介电质层，4-第二基底，5-过渡层，6-第二半导体层，7-第二介电质层，8-介电质层。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。如
技术介绍
中所述的，SOI晶圆的制作方法，主要是利用一种离子注入剥离法，该离子注入剥离法于形成有SOI层的接合晶圆上，借由注入主要为氢离子的物质而形成剥离用离子注入层，并在透过绝缘膜而与基底晶圆贴合之后，在剥离用离子注入层予以剥离于该接合晶圆而使其薄膜化的方法，而该方法过程相对复杂，且成本较高。因此，在制造半导体器件时，为了解决上述问题，本专利技术提供了一种SOI晶圆的制备方法。参阅图1，其为本专利技术实施例提供的SOI晶圆的制作方法的流程示意图，如图1所示，所述SOI晶圆的制作方法包括以下步骤:步骤S1：提供第一基底；步骤S2：在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；步骤S3：提供第二基底；步骤S4：在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层，所述第一介电质层和所述第二介电质层的材质相同；步骤S5：将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及步骤S6：将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。在步骤S1中，参阅图2，图2为在所述第一基底上第一介电质层形成后的结构示意图。进一步的，所述第一基底1由单晶硅构成，所述单晶硅为制造高电阻率的硅，高电阻率基板的具有充满生产性与安定性并且低价的特征，具体的，所述单晶硅的电阻率大于等于1kΩ.cm。可以理解的是，所述第一基底1可以经过预处理，例如经过清洗去除其表面上的油污、颗粒及金属等杂质。之后，在步骤S2中，在所述第一基底1的表面形成所述第一半导体层2。具体的，所述第一半导体层1为多晶硅层，更进一步的，将所述多晶硅层作为Trap-rich型SOI(SilicononInsulator)基板的陷阱中心层，所述陷阱中心能够俘获所述基底晶圆内的自由载流子。具体的，所述第一半导体层的厚度范围为0.1微米至10微米。例如，厚度为0.6微米，4微米，6微米。优选的，可采用化学气相沉积的方法形成所述第一半导体层。接着，在形成的第一半导体层2的表面形成第一介电质层3，进一步的所述第一介电质层3可为氧化膜，具体的所述第一介电质层3的厚度范围为0.1微米至10微米。例如，厚度可以为0.8微米3微米，6微米。可选的，可采用化学气相沉积的方法形成所述第一介电质层3，还可采用热氧化的方法形成所述第一介电质层3。在步骤S3中，参阅图3，图3为所述键合晶圆的整体结构示意图，进一步的，所述第二基底4由单晶硅构成。同样可以理解的是，所述第二基底4可以经过预处理，例如经过清洗去除其表面上的油污、颗粒及金属等杂质。之后，在步骤S4中，在所述键合晶圆4的表面形成过渡层5。具体的，所述过渡层5为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SOI晶圆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一基底；在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；提供第二基底；在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层，所述第一介电质层和所述第二介电质层的材质相同；将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。

【技术特征摘要】
1.一种SOI晶圆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一基底；在所述第一基底上形成第一半导体层，在所述第一半导体层上形成第一介电质层；提供第二基底；在所述第二基底上形成过渡层，在所述过渡层上形成第二半导体层，在所述第二半导体层上形成第二介电质层，所述第一介电质层和所述第二介电质层的材质相同；将所述第一基底与所述第二基底自所述第一介电质层和所述第二介电质层键合，形成初始SOI晶圆；以及将所述初始SOI晶圆薄化，获得SOI晶圆。2.如权利要求1所述的SOI晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一介电质层和所述第二介电质层皆为氧化层。3.如权利要求1所述的SOI晶圆的制备方法，其特征在于，所述过渡层为锗硅层。4.如权利要求1所述的SOI晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一半导体层为多晶硅层。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘张李，莘海维，蒙飞，孙玉红，
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