[發(fā)明專利]具有掩埋隔離層的襯底及其形成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611065064.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106816407A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·莫德;J·鮑姆加特爾;M·恩格爾哈特;O·赫爾蒙德;I·穆里;H-J·舒爾策
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體處理，并且在特殊實(shí)施例中，涉及具有掩埋隔離層的襯底及其形成方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件被使用在各種電子和其他應(yīng)用中。半導(dǎo)體器件包括集成電路或分立器件等，其通過在半導(dǎo)體晶片之上沉積一個或多個類型的材料薄膜并且圖案化材料薄膜而在半導(dǎo)體晶片上形成以形成集成電路。

半導(dǎo)體器件在通常是塊材半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體晶片上制造。塊材半導(dǎo)體晶片使用直拉、區(qū)熔或其他工藝形成。絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底是得到普及的另一類型襯底。由于改進(jìn)的器件區(qū)域隔離的可能性，這些襯底越來越受到喜愛并且導(dǎo)致具有減少的泄漏電流和寄生效應(yīng)的器件。然而，制造SOI晶片需要對塊材晶片的附加處理。例如，SOI晶片使用諸如SIMOX工藝的氧注入工藝或使用諸如智能剝離(Smart Cut)工藝的晶片鍵合工藝形成，在晶片鍵合工藝中，兩個晶片被鍵合在一起。因此，生產(chǎn)SOI晶片的加工成本比傳統(tǒng)塊材晶片高很多。附加地，由于制造工藝的困難，這些晶片的供應(yīng)是有限的。此外，使用傳統(tǒng)接觸形成工藝，SOI晶片的底層不能被電接觸。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括在第一橫向外延過生長區(qū)域中形成開口以暴露在開口內(nèi)的半導(dǎo)體襯底的表面。該方法還包括在開口內(nèi)的半導(dǎo)體襯底的暴露的表面處，形成絕緣區(qū)域；以及使用橫向外延生長工藝，使用第二半導(dǎo)體材料填充開口以形成第二橫向外延過生長區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個備選實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括使用各向異性蝕刻工藝在半導(dǎo)體襯底中形成多個第一開口和多個柱。多個第一開口中的每一個與多個第一開口中的另一個被多個柱中的一個分隔開。該方法還包括使用各向同性蝕刻工藝，通過通過多個第一開口延伸，在半導(dǎo)體襯底中形成多個第二開口；處理在多個第二開口處的半導(dǎo)體襯底的暴露的表面以形成保形襯墊；以及使用橫向外延生長工藝，從半導(dǎo)體襯底的多個柱在多個第一開口中，生長橫向外延過生長區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個備選實(shí)施例，一種方法包括在半導(dǎo)體襯底之上形成多個掩模區(qū)域。多個掩模區(qū)域暴露半導(dǎo)體襯底的部分同時覆蓋半導(dǎo)體襯底的其他部分。使用橫向外延生長工藝，橫向外延過生長區(qū)域通過半導(dǎo)體襯底的暴露的表面而形成。該方法還包括在橫向外延過生長區(qū)域中形成多個開口；以及在橫向外延過生長區(qū)域中形成掩埋腔。

附圖說明

為了更加完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的以下描述，其中：

圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖2C、圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E、圖4、圖5和圖6圖示了制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一個實(shí)施例，該半導(dǎo)體器件包括掩埋絕緣層，

其中圖1A圖示在形成第一掩模之后的半導(dǎo)體襯底的橫截面圖，

其中圖1B圖示在制造期間半導(dǎo)體襯底的俯視圖的示例性實(shí)施例，

其中圖2A圖示在形成橫向外延過生長層之后的半導(dǎo)體器件，

其中圖2B圖示在形成第二掩模以及圖案化橫向外延過生長層之后的半導(dǎo)體器件，

其中圖2C圖示在第二掩模中的開口之間形成絕緣層之后的半導(dǎo)體器件，

其中圖3A-圖3E圖示在開口的下表面處形成絕緣層的方法，其中圖3A圖示在高縱橫比開口中形成保形襯墊之后的半導(dǎo)體器件，其中圖3B圖示在形成保形襯墊之后的半導(dǎo)體器件，其中圖3C圖示在拋光填充材料之后的半導(dǎo)體器件，其中圖3D圖示在蝕刻保形襯墊之后的半導(dǎo)體器件，其中圖3E圖示在去除填充材料之后的半導(dǎo)體器件，

其中圖4圖示在開口的下表面處形成絕緣層的備選方法，

其中圖5圖示在第二掩模中的開口之間形成另一橫向外延過生長層之后的半導(dǎo)體器件，

其中圖6圖示在第二橫向外延過生長層的平面化之后的半導(dǎo)體器件，

圖7A圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在用第二外延過生長層填充之前，半導(dǎo)體器件的開口的俯視截面圖；

圖7B圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在用第二外延過生長層填充之前，半導(dǎo)體器件的開口的俯視截面圖；

圖7C圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在用第二外延過生長層填充之前，半導(dǎo)體器件的開口的俯視截面圖；

圖8-圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在各個制造階段期間的半導(dǎo)體器件，

其中圖8圖示在去除絕緣層之后的半導(dǎo)體器件，其中圖9圖示在開口的底部處形成絕緣層之后的半導(dǎo)體器件，其中圖10A和圖10B圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在形成嵌入外延層內(nèi)的腔之后的半導(dǎo)體器件；

圖11-圖19圖示根據(jù)本發(fā)明的一個備選實(shí)施例，在各個制造階段期間的半導(dǎo)體器件，