[發(fā)明專(zhuān)利]SOI器件及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410071542.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104882410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 庫(kù)爾班·阿吾提
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/8234
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/8234;H01L21/336;H01L27/088;H01L29/78
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張振軍

本發(fā)明提供了一種SOI器件及其形成方法，該方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成犧牲層和第一半導(dǎo)體層；形成柵極結(jié)構(gòu)，其中該柵極結(jié)構(gòu)位于所述第一半導(dǎo)體層上；將所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的第一半導(dǎo)體層去除，暴露出所述犧牲層；將所述犧牲層去除，使所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間形成空隙；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層至少填充所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間的空隙；在所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層相接。本發(fā)明能夠在非SOI晶圓上形成SOI器件，有利于降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體加工工藝，尤其涉及一種SOI器件及其形成方法。

背景技術(shù)

絕緣體上硅（SOI）晶圓能夠更好地控制短溝道效應(yīng)（SCE，Short ChannelEffect），還能夠消除結(jié)漏電（junction leakage）和隔離漏電（isolation leakage），而且能減少熱載流子注入（HCI，Hot Carrier Injection），因而在半導(dǎo)體業(yè)界極具吸引力。

但是，由于SOI晶圓成本高昂，因而并未廣泛地應(yīng)用在批量化生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種SOI器件及其形成方法，能夠在非SOI晶圓上形成SOI器件，有利于降低成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種SOI器件的形成方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成犧牲層和第一半導(dǎo)體層；

形成柵極結(jié)構(gòu)，其中該柵極結(jié)構(gòu)位于所述第一半導(dǎo)體層上；

將所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的第一半導(dǎo)體層去除，暴露出所述犧牲層；

將所述犧牲層去除，使所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間形成空隙；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層至少填充所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間的空隙；

在所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層相接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層包括：

生長(zhǎng)介質(zhì)層，所述介質(zhì)層填充所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間的空隙并延伸至覆蓋所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體襯底；

將所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)層刻蝕移除；

其中，所述第二半導(dǎo)體層位于所述半導(dǎo)體襯底上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層包括：

生長(zhǎng)介質(zhì)層，所述介質(zhì)層填充所述第一半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體襯底之間的空隙并延伸至覆蓋所述源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體襯底；

將多余的介質(zhì)層刻蝕移除，使得所述介質(zhì)層具有平坦的表面；

其中，所述第二半導(dǎo)體襯底位于所述介質(zhì)層上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述犧牲層的材料為SiGe或Ge。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的材料為硅。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域內(nèi)的第一半導(dǎo)體層去除之前還包括：形成隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)穿過(guò)所述第一半導(dǎo)體層和犧牲層并延伸入所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)；所述犧牲層被去除后，所述柵極結(jié)構(gòu)由所述隔離結(jié)構(gòu)支撐。