[發(fā)明專(zhuān)利]絕緣體上有硅的結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710003532.0
• 申請(qǐng)日: 2007-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101075573A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明修
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/762
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/762;H01L21/84;H01L21/336;H01L27/12;H01L29/786
• 代理公司: 北京中原華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種絕緣體上有硅(silicon-on-insulator，SOI)和部分SOI結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于這種SOI和部分SOI結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)

由于SOI結(jié)構(gòu)的低漏電、低閘極寄生電容和無(wú)閉鎖(latch-up?free)特性，SOI結(jié)構(gòu)普遍用于進(jìn)階半導(dǎo)體元件。形成SOI元件的常規(guī)方法的實(shí)例包括：1)晶片結(jié)合與分離；2)高能量氧注入后高溫退火(常被稱(chēng)作“SIMOX”)；和3)氫離子分離技術(shù)。

由于復(fù)雜的制造方法且需要特殊工具，所以這些常規(guī)方法中的每種方法都可能非常昂貴。由于需要將所有元件放置在SOI層上或不放置元件，這些方法中的一些方法在使用中也受到限制?？刂芐OI的厚度可能也比較困難。氫離子分離技術(shù)還可導(dǎo)致SOI膜層中和/或其介面處的粒子缺陷。另外，在一些高能量氧注入方法中，主動(dòng)區(qū)域外的硅材料在結(jié)構(gòu)方面可變成多晶，而導(dǎo)致較高的電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一般涉及SOI和部分SOI結(jié)構(gòu)，且更確切地說(shuō)，涉及這種SOI和部分SOI結(jié)構(gòu)的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的方法包括形成SOI結(jié)構(gòu)的有利途徑，所述方法可整個(gè)地形成為SOI區(qū)域或形成為與非SOI區(qū)域結(jié)合的部分SOI區(qū)域。除非明確稱(chēng)為“部分”SOI結(jié)構(gòu)，否則本文對(duì)“SOI結(jié)構(gòu)”的參考是指SOI結(jié)構(gòu)或部分SOI結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為小元件提供形成SOI區(qū)域的方法，同時(shí)允許在常規(guī)非SOI基底區(qū)域上制造大元件，常規(guī)非SOI基底區(qū)域可為那些元件提供較佳的導(dǎo)熱性。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法較簡(jiǎn)單，且因此更經(jīng)濟(jì)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法允許較大地控制SOI元件的厚度。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括SOI結(jié)構(gòu)的制造方法，此方法是先提供單晶硅基底，所述單晶硅基底的一部分上形成有元件圖案，所述元件圖案包含突出部分，且所述突出部分的寬度小于400nm。然后，在所述突出部分的一部分上形成保護(hù)層。之后，使用熱氧化處理在突出部分與基底之間形成氧化物絕緣層。

本發(fā)明的另一實(shí)施例包括部分SOI結(jié)構(gòu)的制造方法，此方法是先提供其上形成有元件圖案的單晶硅基底，其中所述元件圖案包含非SOI區(qū)域和具有突出部分的SOI區(qū)域，且所述突出部分的寬度小于400nm。然后，在突出部分的一部分上形成保護(hù)層。之后，使用熱氧化處理在突出部分與單晶硅基底之間形成氧化物絕緣層。

本發(fā)明的其他實(shí)施例包括使用根據(jù)本文所述的實(shí)施例中的任一者的方法而制造的SOI結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例中，形成氧化物絕緣層的方法包括熱氧化法。SOI和非SOI元件區(qū)域都可藉由使用根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)制造。在某些實(shí)施例中，保護(hù)層可包含氮化硅(Si_xN_y或簡(jiǎn)寫(xiě)為“SiN”)材料。保護(hù)層可用于界定SOI和非SOI區(qū)域，因?yàn)橛杀Ｗo(hù)層覆蓋的元件圖案的那些區(qū)域受到保護(hù)使其不會(huì)氧化，而未由保護(hù)層覆蓋的區(qū)域被氧化。因此，盡管選擇性地放置一保護(hù)層或多個(gè)保護(hù)層，且另外藉由調(diào)整保護(hù)層厚度，可控制熱氧化來(lái)提供SOI區(qū)域，其中氧化物絕緣層形成于突出部分與基底之間，以及非SOI區(qū)域，其中保護(hù)層和/或非SOI區(qū)域的寬度防止在非SOI區(qū)域下形成氧化物絕緣層，從而使非SOI區(qū)域不與基底隔離。

本發(fā)明的另一實(shí)施例包括SOI結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包含位于單晶硅基底上的元件圖案，其中所述元件圖案包括從基底向外延伸的突出部分，且所述突出部分的寬度小于400nm，以及使用熱氧化處理形成于所述單晶硅基底上和所述突出部分下的氧化物絕緣層，以使得氧化物絕緣層隔離突出部分與單晶硅基底。

本發(fā)明的又一實(shí)施例包括部分SOI結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包含其表面上安置有元件圖案的單晶硅基底，所述元件圖案包含非SOI區(qū)域和具有突出部分的SOI區(qū)域，且所述突出部分的寬度小于400nm，以及安置在元件圖案中的氧化物絕緣層，其中絕緣層的一部分安置在所述突出部分下，使得突出部分與單晶基底相隔離，且其中非SOI區(qū)域不與單晶硅基底隔離。

本發(fā)明提供便利且廉價(jià)的SOI形成方法，其不需要新的處理模組。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的部分SOI結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖1B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成部分SOI結(jié)構(gòu)的示范性方法的流程框圖。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有SOI元件區(qū)域和非蝕刻的非SOI元件區(qū)域的單晶基底的示意圖。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有SOI元件區(qū)域和蝕刻的非SOI元件區(qū)域的單晶基底的示意圖。