[發明專利]制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法

有效

• 申請號: 200810202084.1
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN101388331A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 歐欣;王曦;張苗
• 申請（專利權）人: 上海新傲科技有限公司;中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/20;H01L21/316;H01L21/265;H01L21/762;H01L21/84
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所
• 代理人: 翟 羽

1.一種制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供單晶硅襯底；

在單晶硅襯底中注入缺陷引入離子，從而在單晶硅襯底中形成缺陷空洞層，

以及位于缺陷空洞層表面的頂層硅；

在缺陷空洞層表面的頂層硅中形成擴散通道；

將單晶硅襯底在含氧氣氛中進行退火。

2.根據權利要求1中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述的缺陷引入離子選自于氫離子、氦離子中的一種或兩種。

3.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，還包括如下步驟：在單晶硅襯底中注入氧離子，該步驟可以在注入缺陷引入離子之前實施，亦可以在注入缺陷引入離子之后實施。

4.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述注入缺陷引入離子之后，還包括如下步驟：對缺陷空洞層進行退火處理。

5.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述形成擴散通道的方法進一步包括：采用模板遮蔽和化學腐蝕的方法在頂層硅中形成規則分布的溝槽，溝槽的深度大于頂層硅的厚度。

6.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述形成擴散通道的方法進一步包括：采用氧離子注入頂層硅中，使頂層硅非晶化，從而在缺陷空洞層與頂層硅的晶界處形成擴散通道，所采用的氧離子的注入劑量小于2×10¹⁵cm^-2。

7.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述形成擴散通道的方法進一步包括：在頂層硅中或頂層硅與缺陷空洞層的界面處注入氫離子，以形成擴散通道。

8.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述在含氧氣氛中進行退火的工藝采用一步升溫的方法。

9.根據權利要求1或2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述在含氧氣氛中進行退火的工藝采用兩步退火工藝，于目標溫度和室溫之間設定一中間溫度，當升至中間溫度后，保持該溫度不變進行保溫操作，保溫之后再繼續升至目標溫度。

10.根據權利要求2中所述的制備絕緣體上硅材料的內熱氧化方法，其特征在于，所述注入缺陷引入的離子的注入參數為：注入劑量范圍由1×10¹⁵cm^-2至5×10¹⁷cm^-2，注入能量范圍由10keV至300keV，注入溫度范圍由0℃到600℃。