[發明專利]SSOI基板的制造方法

有效

• 申請號: 200810147132.1
• 申請日: 2008-08-20
• 公開（公告）號: CN101373710A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 金寅謙;姜錫俊;陸炯相
• 申請（專利權）人: 希特隆股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/265;H01L21/762;H01L21/84
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 周艷玲;羅正云

技術領域

本發明提供了一種SSOI基板的制造方法，更具體的說，是一種用來為提 高裝置的性能而提供的表面的微細粗糙度良好的基板，且通過低溫加熱處理也 可以分離接合基板的SSOI(Strained?Silicon?On?Insulator)基板的制造方法。

背景技術

T.A.Langdo在固體電子學(Solid-state?electronics)48(2004)中發表過題 目為“SSOI技術：從物質到裝置(Strained?Si?on?insulator?technology：from? materials?to?devices)”的涉及SSOI制造方法和其特性的論文。

在硅基板上生成傾斜的硅鍺層后，在其上面繼續生成弛緩的硅鍺層，上述 硅鍺層具有預定的鍺含量，在最高層上生成伸張的硅。在上述弛緩的硅鍺層里 注入離子，通過與氧化的硅晶片接合和加熱后的弛緩的硅鍺層的離子注入領域 中進行分離而在最高層上留下硅鍺層的一部分。所述留下的部分利用800℃以 下的濕式氧化工程和稀釋的氟酸來去除而制造SSOI。

并且，根據美國專利號為US?6,992,025B2的“通過被氫注入的膜轉移和弛 緩形成的SSOI(Strained?silicon?on?insulator?from?film?transfer?and?relaxation?by? hydrogen?implantation)”，在硅基板上形成硅鍺層時先讓鍺含量一致，然后通過 注入氫離子弛緩硅鍺層，接著生成伸張的硅用來制造伸張的硅基板。用來與硅 晶片接合時接合強度的強化在250℃加熱14個小時，且通過在400℃加熱4個 小時在離子注入領域中發生分離。然后在位于最上層的硅鍺層通過干式蝕刻去 掉一部分，為了提高分離出來的硅鍺層表面的粗糙度在進行化學機械研磨 (CMP：Chemical?Mechanical?Polishing)之前在900℃加熱1個小時，且通過濕 式蝕刻去硅鍺而最終制造SSOI基板。

上述的技術作為利用氫離子的注入的分離和轉移技術，對在制造過程中使 用的兩個晶片中一個伸張的硅晶片進行離子注入，將此晶片和另外一個具有氧 化膜的晶片在常溫進行接合。接合的晶片通過一系列的工程發生到離子注入深 度的層轉移現象，在一個晶片上包括硅氧化膜和轉移的離子注入層，即硅鍺層 的一部分和伸張的硅層一起存在的結構。此時去除最上層上存在的硅鍺最后就 可以制造具有SSOI結構的晶片。

在這樣的制造過程中，由于通過離子注入的分離和轉移技術需要比較高的 溫度，升溫、保溫、降溫時工程時間要較長且分離后表面粗糙度特性值變較高。 分離后表面的粗糙度的特性值較高時，需要去硅鍺后另外提高表面粗糙度的工 程，因此工程變得復雜且電子和電控的移動受到此結果的影響會導致裝置的移 動特性惡化。

發明內容

因此本發明被提出來用以解決已存現有技術中的上述問題，并且本發明的 目的是提供一種制造用來裝置的特性提高所需的表面微細粗糙度良好的基板的 SSOI基板的制造方法。

本發明可以提供一種在取向附生中對不純物的摻加層注入離子因此通過低 溫下的加熱處理也可以容易分離的具有變形硅層的基板的制造方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種具有變形硅層的 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層； 在上述SiGe層的表面上生成具有比SiGe更小晶格常數的Si而形成變形的硅層； 和向上述變形的硅層注入離子；其中在上述SiGe層的生成過程中摻加不純物， 達到注入上述離子的深度處。

其中上述不純物可以包括在硼(B)、磷(P)和砷(As)中一個元素或如果提 供氣體狀態的不純物，可以使用B₂H₆、PH₃和AsH₃中至少一個氣體。上述不 純物的濃度可以在1e15至1e20cm^-3的范圍內，且以10至300sccm的流量被供 應。

上述不純物可以在100至1200℃的溫度內且在1至760托的壓力下被摻加。

上述離子包括氫離子(H⁺，H₂⁺)，上述氫離子的濃度在10¹⁵至10¹⁷cm^-2的范 圍內。