具有空腔结构的半导体衬底及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有空腔结构的半导体衬底及其制备方法，制备方法包括：提供第一基底和第二基底，在第一基底中进行离子注入形成预设剥离层，预设剥离层与需要形成的空腔结构之间具有预设距离，预设距离大于空腔结构的空腔特征尺寸的1/8，将第一基底和第二基底相键合，沿预设剥离层剥离，得到具有空腔结构的半导体衬底。本发明专利技术在进行离子注入形成剥离界面时依据需要形成的空腔结构预制预设剥离层，预设剥离层与需要形成的空腔结构之间的预设距离大于所述空腔结构的空腔特征尺寸的1/8，从而可以保证空腔结构上方的材料层在制备得到具有空腔结构的半导体衬底的过程中不发生破损，提高器件良率及性能。

【技术实现步骤摘要】
具有空腔结构的半导体衬底及其制备方法
本专利技术属于半导体器件结构设计制造
，特别是涉及一种具有空腔结构的半导体衬底及其制备方法。
技术介绍
在半导体衬底内部制备空腔，空腔可以起到绝缘等作用，半导体功能器件可以制备在空腔上，可以保持器件良好的亚阈值等特性。为了提高集成电路芯片的性能和性能价格比，缩小器件特征尺寸从而提高集成度是一个主要的途径。但随着器件体积的缩小，功耗与漏电流成为最关注的问题。绝缘体上硅SOI(Silicon-On-Insulator)结构因能很好地抑制短沟效应，并提高器件按比例缩小的能力，已成为深亚微米MOS器件的优选结构。随着SOI技术的不断发展，研究人员开发出一种新型的晶体管结构SON(Silicononnothing)晶体管。SON通过“空洞”结构在沟道下形成局域的绝缘体上硅，SON技术是降低SOI器件短沟等效应的一种方法。与SO1器件相比，SON器件去除了沟道下方的埋氧层，减少了顶层硅底部的界面态，减少了埋氧层中体电荷对沟道导电特性的影响，减少了沟道与衬底之间的寄生电容，同时使器件具有良好的抗总剂量辐射能力。SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：/n提供第一基底及第二基底；/n对所述第一基底进行离子注入，以于所述第一基底中形成预设剥离层，所述预设剥离层与需要形成的空腔结构之间具有预设距离，所述预设距离依据所述空腔结构设定，其中，所述设定方式包括所述预设距离大于所述空腔结构的空腔特征尺寸的1/8；/n所述空腔特征尺寸的定义方式包括：定义所述空腔结构上方平行于所述空腔结构表面的二维平面；在所述二维平面内，所述空腔结构上方具有若干选定点；对于每一所述选定点，具有经过所述选定点的若干条直线；每一条所述直线与所述空腔结构的边缘之间具有至少两个接触点，选择经过所述选定点...

【技术特征摘要】
1.一种具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
提供第一基底及第二基底；
对所述第一基底进行离子注入，以于所述第一基底中形成预设剥离层，所述预设剥离层与需要形成的空腔结构之间具有预设距离，所述预设距离依据所述空腔结构设定，其中，所述设定方式包括所述预设距离大于所述空腔结构的空腔特征尺寸的1/8；
所述空腔特征尺寸的定义方式包括：定义所述空腔结构上方平行于所述空腔结构表面的二维平面；在所述二维平面内，所述空腔结构上方具有若干选定点；对于每一所述选定点，具有经过所述选定点的若干条直线；每一条所述直线与所述空腔结构的边缘之间具有至少两个接触点，选择经过所述选定点的所述直线延伸的两个方向分别与所述选定点近邻的第一接触点及第二接触点，所述第一接触点与所述第二接触点之间的距离定义为空腔尺寸；基于经过每一所述选定点的若干所述直线得到最小的所述空腔尺寸；基于所述空腔结构上方的若干所述选定点，选取所有所述空腔尺寸中的最大值，获得所述空腔特征尺寸；
将所述第一基底进行所述离子注入的一侧及所述第二基底进行键合，得到初始键合结构，所述初始键合结构包括具有所述空腔结构的图形化介质层，且所述图形化介质层与所述预设剥离层之间具有间距；以及
沿所述预设剥离层剥离所述第一基底，使所述第一基底的一部分转移到所述图形化介质层上，以在所述图形化介质层上形成转移衬底膜层，得到具有空腔结构的半导体衬底。


2.根据权利要求1所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述第一基底包括第一半导体衬底，所述预设剥离层形成在所述第一半导体衬底中，所述第二基底包括第二半导体衬底及形成在所述第二半导体衬底上的所述图形化介质层，其中，所述第一基底进行所述离子注入的一侧及所述第二基底的所述图形化介质层相键合。


3.根据权利要求2所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，进行所述离子注入之前还包括步骤：于所述第一半导体衬底表面形成牺牲介质层，自形成有所述牺牲介质层的一侧进行所述离子注入，且在完成所述离子注入之后去除所述牺牲介质层。


4.根据权利要求2所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述第二半导体衬底与所述图形化介质层之间还形成有隔离层，所述空腔结构显露所述隔离层。


5.根据权利要求1所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述第一基底包括第一半导体衬底及形成在所述第一半导体衬底上的所述图形化介质层，所述预设剥离层形成在所述第一半导体衬底中，所述第二基底包括第二半导体衬底，其中，所述第一基底的所述图形化介质层与所述第二基底相键合。


6.根据权利要求5所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，形成所述第一基底的步骤包括：提供所述第一半导体衬底；于所述第一半导体衬底上形成牺牲介质层；自形成有所述牺牲介质层的一侧对所述第一半导体衬底进行所述离子注入；图形化所述牺牲介质层，以得到具有所述空腔结构的所述图形化介质层。


7.根据权利要求5所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，所述第二基底还包括形成在所述第二半导体衬底上的隔离层，所述隔离层与所述第一基底的所述图形化介质层相键合，且所述图形化介质层中的所述空腔结构显露所述隔离层。


8.根据权利要求1所述的具有空腔结构的半导体衬底的制备方法，其特征在于，进行所述离子注入形成所述预设剥离层的步骤包括：对所述第一基底进行第一离子注入，以在所述第一基底中形成初始剥离层；在所述初始剥离层的位置进行第二离子注入，以形成所述预设剥离层，其中，所述第一离子注入的注入粒子包括含B杂质，所述第二离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞文杰，刘强，
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