黏合式晶圆结构制造技术

一种黏合式晶圆结构，具有组件层与底材等上下两层。组件层的信晶格方向，而底材的晶格方向则与组件层的晶格方向成４５晶格方向是对齐下层的底材的＜１１０＞晶格方向是对齐下层的底材的＜１００＞晶格方向；运用本发明专利技术的黏合式晶圆结构，可具有改善电洞移动率以及抑制短信道效应等的优点；此外，运用本发明专利技术的黏合式晶圆结构仍能具有习知黏合式晶圆结构所具有的易于切割晶粒的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种黏合式晶圆(Bonded Wafer)结构，特别是有关于一种组件层的信道(Channel)沿着<100>晶格方向且底材的晶格方向则与组件层的晶格方向成45度角的黏合式晶圆结构。氧植入隔离(Separation By Implanted Oxygen；SIMOX)为可达成上述SOI的其中一种制程。此制程的目的主要是利用氧离子对晶圆进行深植入，以便在晶圆的表面硅与主材质(Bulk)之间制作一层用来做为隔离的用的二氧化硅的绝缘层。此制程主要分成两个步骤。首先，将氧离子植入加热至温度高达约600℃的晶圆上。然后，将芯片置于温度高达约1300℃以上的环境下数小时，借以使经离子植入而遭破坏的芯片表面的硅结构恢复成低缺陷浓度的单晶硅。此时由于在硅底材的表面有一层单晶硅覆盖在二氧化硅层的上方，因此半导体界才会以绝缘体上硅薄膜(Silicon On Insulator；SOI)来统称这种表面上具有单晶硅与二氧化硅层的晶圆及其制程。另一种在半导体界所使用的SOI技术则是黏合式晶圆(BondedWafer)。所谓黏合式晶圆是指使用氧化层薄膜将两片晶圆黏合在一起以形成SOI。首先，将此两片晶圆抛光。接着，形成氧化层薄膜于两片晶圆中的至少其中一片的抛光面上。然后，将此两片晶圆紧密接触并使氧化层薄膜介于此两片晶圆间。通常，为了加强此两片晶圆透过氧化层薄膜的黏合强度，必须进一步施以温度例如为约800℃至约1400℃的热处理。上述黏合式晶圆的两片晶圆通常都取用晶格方向为<110>的晶圆。所谓晶格方向为<110>的晶圆指晶圆上的凹槽(notch)对齐<110>的晶格方向。将此两片晶格方向为<110>的晶圆如前述步骤黏合后，再于后续制程形成例如CMOS等组件于其中一片晶圆上，则可形成如附图说明图1中所绘示的黏合式晶圆10。图1中的黏合式晶圆10主要包括底材(即其中一片晶圆)20以及组件层(即其中另一片晶圆)30。底材20的材质例如可为硅。组件层30的主要材质亦例如为硅，但在此图1中已于后续制程形成组件70于组件层30上，其中此组件70例如可为P型金氧半导体(P-type Metal OxideSemiconductor；PMOS)。此外，底材20与组件层30由氧化层40所隔开，且此氧化层40是在两片晶圆黏合之前经由形成氧化层薄膜于两片晶圆中的至少其中一片而产生。由于此黏合式晶圆10的底材20、组件层30、以及氧化层40皆由具有第一<110>晶格方向60的晶圆所形成，因此底材20、组件层30、以及氧化层40三者上的第一凹槽50皆对齐第一<110>晶格方向60。另外，如熟悉此技术的人士所了解的，具有源极S、闸极G、以及汲极D的例如为PMOS的组件70的排列方式是如图1中所绘示。上述图1中所绘示的习知黏合式晶圆的所以上下两片晶圆皆采用晶格方向为<110>的晶圆来制作是由于将使后续切割晶粒的过程变得较为容易。然而，上下两片晶圆的晶格方向皆为<110>的黏合式晶圆却具有电洞移动率(Mobility)较低以及较差的短信道效应(Short ChannelEffect；SCE)等缺点，因此有必要寻求一解决之道。本专利技术的另一目的为提供一种黏合式晶圆结构，可用以抑制短信道效应。依据本专利技术的上述目的，因此本专利技术提供一种黏合式晶圆结构，至少包括底材；氧化层覆盖底材，其中氧化层与底材共同具有第一<110>晶格方向与第一凹槽，且此第一<110>晶格方向对齐第一凹槽；以及组件层覆盖氧化层，其中组件层具有<100>晶格方向与第二凹槽、此<100>晶格方向对齐第二凹槽、且第二凹槽对齐第一凹槽。依据本专利技术的上述目的，因此本专利技术提供另一种黏合式晶圆结构，至少包括底材；氧化层覆盖底材，其中氧化层与底材共同具有第一<110>晶格方向与第一凹槽，且此第一<110>晶格方向对齐第一凹槽；以及组件层覆盖氧化层，且此组件层具有第二<110>晶格方向、<100>晶格方向、第二凹槽、与第三凹槽，其中第二<110>晶格方向对齐第二凹槽、<100>晶格方向对齐第三凹槽、第三凹槽对齐第一凹槽、且第二<110>晶格方向与<100>晶格方向间具有例如约为45度的夹角。本专利技术的一优点为提供一种黏合式晶圆结构，可用以改善电洞移动率。本专利技术的另一优点为提供一种黏合式晶圆结构，可用以抑制短信道效应。此外，运用本专利技术的黏合式晶圆结构仍能具有习知黏合式晶圆结构所具有的易于切割晶粒的优点。图号说明10 黏合式晶圆 20 底材30 组件层 40 氧化层50 第一凹槽 60 第一<110>晶格方向70 组件 100黏合式晶圆130组件层 150第二凹槽160<100>晶格方向170组件200黏合式晶圆 230组件层250第二凹槽 260第二<110>晶格方向350第三凹槽 360<100>晶格方向370夹角 S 源极G 闸极 D 汲极本专利技术是有关于一种组件层的信道沿着<100>晶格方向且底材的晶格方向则与组件层的晶格方向成45度角的黏合式晶圆结构。请参考图2A至图2B所绘示的本专利技术的一较佳实施例的黏合式晶圆的立体示意图。图2A是绘示组成此黏合式晶圆的两片晶圆尚未黏合时的状态。图2B则是绘示已黏合的黏合式晶圆，且此黏合式晶圆上已于后续制程形成例如为PMOS等组件。请看以下详细说明。本专利技术的一较佳实施例的黏合式晶圆100主要由一片具有第一<110>晶格方向60的晶圆(即底材20)与另一片具有<100>晶格方向160的晶圆(即组件层130)所组成。所谓具有第一<110>晶格方向60的晶圆是指晶圆上的第一凹槽50对齐第一<110>晶格方向60。同理，所谓具有<100>晶格方向160的晶圆指晶圆上的第二凹槽150对齐<100>晶格方向160。此外，底材20与组件层130由氧化层40所隔开，且此氧化层40是在两片晶圆黏合之前经由形成氧化层薄膜于两片晶圆中的至少其中一片的过程而产生。在本实施例中以形成氧化层40于底材20上来做举例。然并不限定于此。例如氧化层40亦可形成于组件层130下。如前述习知中的说明，若组件层130与底材20皆采用具有<110>晶格方向的晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黏合式晶圆（Ｂｏｎｄｅｄ Ｗａｆｅｒ）的结构，至少包括：一底材；一氧化层，覆盖该底材，其中该氧化层与该底材共同具有一第一〈１１０〉晶格方向与一第一凹槽（Ｎｏｔｃｈ），且该第一〈１１０〉晶格方向对齐该第一凹槽；以及一组件层，覆 盖该氧化层，其中该组件层具有一〈１００〉晶格方向与一第二凹槽、该〈１００〉晶格方向对齐该第二凹槽、且该第二凹槽对齐该第一凹槽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种黏合式晶圆(Bonded Wafer)的结构，至少包括一底材；一氧化层，覆盖该底材，其中该氧化层与该底材共同具有一第一<110>晶格方向与一第一凹槽(Notch)，且该第一<110>晶格方向对齐该第一凹槽；以及一组件层，覆盖该氧化层，其中该组件层具有一<100>晶格方向与一第二凹槽、该<100>晶格方向对齐该第二凹槽、且该第二凹槽对齐该第一凹槽。2.根据权利要求1所述的黏合式晶圆结构，其特征在于该底材与该组件层的材质可为硅。3.根据权利要求1所述的黏合式晶圆结构，其特征在于该氧化层的材质可为二氧化硅(SiO2)。4.根据权利要求1所述的黏合式晶圆结构，其特征在于更包括复数个组件位于该组件层上，且该组件包括P型金氧半导体(P-type MetalOxide Semiconductor；PMOS)。5.一种黏合式晶圆结构，至少包括一底材；一氧化层，覆盖该底材，其中该氧化层与该底材共同具有一第一&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈豪育，詹宜陵，杨国男，杨富量，胡正明，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]