[發明專利]一種SOI硅襯底材料的制備方法和SOI材料

在審

• 申請號: 201610785841.7
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107785302A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 李捷;高文琳
• 申請（專利權）人: 沈陽硅基科技有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L27/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

1.一種SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：所述襯底材料為在帶有摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的SOI硅襯底片背面再生長一層本征的多晶或非晶硅層后獲得。

2.根據權利要求1所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)提供高阻硅片，依次經過DHF、SC1和SC2清洗，去除表面的自然氧化層和污染物，獲得高質量的硅片表面；

(2)在高阻硅片表面首先制備氧化硅層，然后再在氧化硅層表面制備摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層，獲得帶有摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的SOI硅襯底片；所述氧化硅層厚度為所述多晶硅層或非晶硅層的厚度為1～5μm，電阻率為1～100ohm.cm；

(3)在步驟(2)所得帶有摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的SOI硅襯底片背面生長本征多晶硅層或本征非晶硅層，所述本征多晶硅層或本征非晶硅層的厚度為1～5μm。

3.根據權利要求2所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述高阻硅片的電阻率大于500ohm.cm。

4.根據權利要求2所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的制備過程如下：

(A)將生長完氧化硅層的高阻硅片裝入密封反應室，反應室內壓力為10torr～760torr；

(B)升溫至淀積溫度500～1000℃，通入硅源和摻雜源，淀積所需要的多晶或非晶硅層，淀積時間為2min～30min；

(C)反應室中通入氫氣，除去反應室中的雜質及殘氣體后，自然冷卻至室溫；

(D)反應室中通入氮氣，除去其中的氫氣后取出硅片，即獲得帶有摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的SOI硅襯底片。

5.根據權利要求4所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(B)中，所述硅源為硅烷(SiH₄)、三氯硅烷(SiHCl₃)、二氯硅烷(SiH₂Cl₂)或四氯化硅(SiCl₄)；如果硅源為硅烷或二氯硅烷，通入流量為50～150sccm；如果硅源為三氯硅烷或四氯硅烷，通入流量為5～20g/min。

6.根據權利要求4所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(B)中，所述摻雜源為P型摻雜源或N型摻雜源，P型摻雜源為雙硼烷(B₂H₆)，摻雜濃度為1.30E+14～1.47E+16at/cm³；N型摻雜源為磷烷(PH₃)或砷烷(AsH₃)，摻雜濃度為4.32E+13～4.83E15at/cm³；所述摻雜濃度是指達到目標電阻率單位體積所需的摻雜原子個數。

7.根據權利要求2所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述本征多晶硅層或本征非晶硅層的制備過程包括如下步驟：

(a)將帶有摻雜的多晶硅層或摻雜的非晶硅層的SOI硅襯底片裝入密封反應室，反應室內壓力為10torr～760torr；

(b)升溫至淀積溫度500～1000℃，通入硅源，淀積所需的本征多晶或非晶硅層，淀積時間為2min～30min；

(c)反應室中通入氫氣，除去反應室中的雜質及殘氣體后，自然冷卻至室溫；

(d)反應室中通入氮氣，除去其中的氫氣后取出硅片，即獲得背面帶有本征多晶硅層或本征非晶硅層的SOI硅襯底材料。

8.根據權利要求7所述的SOI硅襯底材料的制備方法，其特征在于：步驟(b)中，所述硅源為硅烷(SiH₄)、三氯硅烷(SiHCl₃)、二氯硅烷(SiH₂Cl₂)或四氯化硅(SiCl₄)；如果硅源為硅烷或二氯硅烷，通入流量為50～150sccm；如果硅源為三氯硅烷或四氯硅烷，通入流量為5～20g/min。

9.包含權利要求1-8任一方法所制備的SOI硅襯底材料的SOI材料，其特征在于：該SOI材料是采用所述SOI硅襯底材料制成。