SSOI基板的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种通过低温热处理分离基板形成ＳＳＯＩ基板的ＳＳＯＩ基板制造方法，其方法包括：提供基板，在上述基板的表面上形成ＳｉＧｅ层，在上述ＳｉＧｅ层的表面上生成具有比ＳｉＧｅ更少格数的Ｓｉ而形成变形的硅层和向上述变形的硅层注入离子，其中在上述ＳｉＧｅ层的生成过程中掺加不纯物，达到注入的上述离子的深度处。因此可以制造表面的微细粗糙度良好的基板，通过被注入的离子和不纯物的互相作用在低温下也可以分离接合的基板，节省制造费用，并且容易地形成装置的结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种SSOI基板的制造方法，更具体的说，是一种用来为提高装置的性能而提供的表面的微细粗糙度良好的基板，且通过低温加热处理也可以分离接合基板的SSOI ( Strained Silicon On Insulator)基板的制造方法。
技术介绍
T.A. Langdo在固体电子学(Solid-state electronics ) 48 (2004)中发表过题 目为SSOI技术从物质到装置(Strained Si on insulator technology: from materials to devices )的涉及SSOI制造方法和其特性的i仑文。在硅基板上生成倾斜的硅锗层后，在其上面继续生成弛緩的硅锗层，上述 硅锗层具有预定的锗含量，在最高层上生成伸张的硅。在上述弛緩的硅锗层里 注入离子，通过与氧化的硅晶片接合和加热后的弛緩的硅锗层的离子注入领域 中进行分离而在最高层上留下硅锗层的一部分。所述留下的部分利用80(TC以 下的湿式氧化工程和稀释的氟酸来去除而制造SSOI。并且，根据美国专利号为US 6,992,025 B2的通过被氢注入的膜转移和弛 纟爰开j成的SSOI (Strained silicon on insulator from film transfer and relaxation by hydrogen implantation),在硅基板上形成硅锗层时先让锗含量一致，然后通过 注入氢离子弛緩硅锗层，接着生成伸张的硅用来制造伸张的硅基板。用来与硅 晶片接合时接合强度的强化在250。C加热14个小时，且通过在400。C加热4个 小时在离子注入领域中发生分离。然后在位于最上层的^ 圭锗层通过干式蚀刻去 掉一部分，为了提高分离出来的硅锗层表面的粗糙度在进行化学机械研磨 (CMP: Chemical Mechanical Polishing )之前在900。C加热1个小时，且通过湿 式蚀刻去硅锗而最终制造SSOI基板。200810147132.1说明书第2/8页上述的技术作为利用氢离子的注入的分离和转移技术，对在制造过程中使 用的两个晶片中 一个伸张的硅晶片进行离子注入，将此晶片和另外一个具有氧 化膜的晶片在常温进行接合。接合的晶片通过一 系列的工程发生到离子注入深 度的层转移现象，在一个晶片上包括硅氧化膜和转移的离子注入层，即硅锗层 的一部分和伸张的硅层一起存在的结构。此时去除最上层上存在的硅锗最后就可以制造具有SSOI结构的晶片。在这样的制造过程中，由于通过离子注入的分离和转移技术需要比较高的 温度，升温、保温、降温时工程时间要较长且分离后表面粗糙度特性值变较高。 分离后表面的粗糙度的特性值较高时，需要去硅锗后另外提高表面粗糙度的工 程，因此工程变得复杂且电子和电控的移动受到此结果的影响会导致装置的移 动特性恶化。
技术实现思路
因此本专利技术被提出来用以解决已存现有技术中的上述问题，并且本专利技术的 目的是提供一种制造用来装置的特性提高所需的表面微细粗糙度良好的基板的SSOI基板的制造方法。本专利技术可以提供一种在取向附生中对不纯物的掺加层注入离子因此通过低温下的加热处理也可以容易分离的SSOI基板的制造方法。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种SSOI基板的制 造方法。其方法包括提供基板；在上述基板的表面上形成SiGe层；在上述 SiGe层的表面上生成具有比SiGe更少格数的Si而形成变形的硅层；和向上述 变形的硅层注入离子；其中在上述SiGe层的生成过程中4参加不纯物，达到注入 上述离子的深度处。其中上述不纯物可以包括在硼(B)、磷(P)和砷(As)中一个元素或如果提 供气体状态的不纯物，可以使用B2H6、 PH3和AsH3中至少一个气体。上述不 纯物的浓度可以在lel5至le20cm-3的范围内，且以10至300sccm的流量被供 应。上述不纯物可以在100至1200。C的温度内且在1至760托的压力下被掺力口。 上述离子包括氢离子(iT,H2+),上述氢离子的浓度在1015至10cn^的范围内。上述SiGe层包括等级层，上述等级层的锗的浓度随着层的上升而增加； 和均匀层，上述等级层的表面上锗的浓度保持一致，且不纯物层形成在上述均 匀层内。上述均匀层内包括的上述锗的浓度在IO至100%的范围内。上述均匀层的 厚度在0.1至5nm的范围内，且用在原处(in situ)的工程而形成。 上述SiGe层和变形硅层是通过取向附生而形成的。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种SSOI基板的 制造方法，包括提供第1基板；在上述第1基板的表面上生成SiGe而形成 SiGe层；在上述SiGe层表面上生成具有比上述SiGe更少格数的Si而形成变形 的硅层；从上述变形的硅层表面向上述SiGe层注入离子；提供具有氧化膜的第 2基板；接合上述第1基板和上述第2基板而形成接合基板，其中上述变形的 硅层和上述氧化膜互相面对；通过对上述接合基板热处理，以上述离子注入的 部分为中心分离上述接合基板；和通过上述SiGe层的去除，完成包括上述变形 的硅层、上述氧化膜和上述第2基板的SSOI基板；其中，将不纯物掺加到上 述SiGe层的离子注入的深度。上述方法可以进一步包括，在形成上述变形的硅层之前实行用来上述SiGe 层表面的平坦化的CMP工程。其中形成上述接合基板进一步包括，在接合之 前将上述第l基板和第2基板洗净和弄干。其中形成上述接合基板进一步包括， 在接合后给上述第1基板和第2基板加压。其中上述接合基板在100至600。C的温度内一皮加热，以离子注入层为中心 可以被分成两个，其中上述离子注入层是指上述SiGe层中注入的离子浓度最高 的地点。其中上述加热处理每一个小时至每几个小时进行至少一次。 上述SiGe层的去除是通过湿式蚀刻、干式蚀刻和CMP中的至少一个而实行的。本专利技术的上述第l基板和第2基板可以使用硅层。 附图说明图l是示出根据本专利技术的具有变形硅层的第l基板制造方法的示意图； 图2是示出为说明将图1所示的第1基板和具有氧化膜的第2基板接合过 程的示意图3是示出为说明将图2所示的接合基板进行分离过程的剖视图； 图4是示出为说明从图3的接合基板去除不纯物层和SiGe层而完成的SSI0 基板的剖视图5是示出为说明根据本专利技术的SSIO基板的制造方法的流程图。具体实施例方式本专利技术特定示例性实施例将结合附图进行详细的说明。 本
的技术人员可以理解在本说明书中所述的示例性实施例只是用 来进行说明解释的，其可以转换或修改成为不同的形式，比如本专利技术所使用的Si02基板可以换成其他种类的基板。图1是示出为说明根据本专利技术的具有变形硅层的第l基板制造方法的剖视 图。如图所示先提供用硅形成的第1基板100。第l基板的上面形成由SiGe而 生成的SiGe层110。其中SiGe层是通过取向附生可以形成在第1基板100的 上面。本专利技术的SiGe层的厚度可为几百nm至几[im。SiGe层110包括离第1基板100越远锗的浓度越浓的等级层112和从等级 层112的上面浓度一致的均匀层114。由于其中的等级层112的浓度随着层的 上升而增加，格数也随此增加。等级层112的锗浓度通常为10至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＳＳＯＩ基板的制造方法，其包括：　提供基板；　在上述基板的表面上形成ＳｉＧｅ层；　在上述ＳｉＧｅ层的表面上生成具有比ＳｉＧｅ更少格数的Ｓｉ而形成变形的硅层；和　向上述变形的硅层注入离子；　其中在上述ＳｉＧｅ层的生成过程中掺加不纯物，达到注入的上述离子的深度处。

【技术特征摘要】
KR 2007-8-20 10-2007-00836301.一种SSOI基板的制造方法，其包括:提供基板；在上述基板的表面上形成SiGe层；在上述SiGe层的表面上生成具有比SiGe更少格数的Si而形成变形的硅层；和向上述变形的硅层注入离子；其中在上述SiGe层的生成过程中掺加不纯物，达到注入的上述离子的深度处。2. 如权利要求1所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物包括 硼(B)、磷(P)和砷(As)中的一个元素。3. 如权利要求2所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物使用 B2H6、 PH3和AsH3中至少一个气体。4. 如权利要求3所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物的浓 度在lel5至le20cm-3的范围内。5. 如权利要求3所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物以 10至300sccm的流量纟皮供应。6. 如权利要求3所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物在l 至760 4毛的压力下纟皮一参加。7. 如权利要求3所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述不纯物在100至1200。C的温度内^y参加。8. 如权利要求l所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述离子包括氢 离子(H+，H2+),上述氢离子的浓度在1015至10 mJ的范围内。9. 如权利要求1所述的上述SSOI基板的制造方法，其中上述SiGe层包括等基层，上述等级层的锗的浓度随着层的上升而增加；和 均匀层，上述等级层的表面上锗的浓度保*持一致，且不纯物层形成在上述 均匀层内。10. 如权利要求9所述的上述SSOI基板的制造方法，其中在上述均匀层 内包括的上述锗的浓度在10至100%的范围内。11. 如权利要求9所述的上述SSOI基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：金寅谦，姜锡俊，陆炯相，
申请(专利权)人：希特隆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]