[發(fā)明專利]絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711463663.7
• 申請(qǐng)日: 2015-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107994037B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳孝哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇時(shí)代全芯存儲(chǔ)科技股份有限公司;江蘇時(shí)代芯存半導(dǎo)體有限公司;英屬維京群島商時(shí)代全芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/12
• 分類號(hào): H01L27/12
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發(fā)明揭露一種絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)。絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)包含一底層，一主動(dòng)層，絕緣層，一第一絕緣結(jié)構(gòu)，一第二絕緣結(jié)構(gòu)與一阻隔層。主動(dòng)層位于底層上方。第一絕緣結(jié)構(gòu)位于主動(dòng)層與底層之間。第二絕緣結(jié)構(gòu)繞主動(dòng)層與第一絕緣結(jié)構(gòu)。主動(dòng)層嵌于第一絕緣結(jié)構(gòu)中，且主動(dòng)層的上表面與第二絕緣結(jié)構(gòu)的上表面為共平面。阻隔層位于第二絕緣結(jié)構(gòu)中并環(huán)繞主動(dòng)層。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2015年06月12日、申請(qǐng)?zhí)枮?01510325062.4、發(fā)明名稱為“絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)及其制備方法”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)一種絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷高速的成長。集成電路的材料及設(shè)計(jì)方面的技術(shù)進(jìn)步已創(chuàng)造數(shù)個(gè)世代的集成電路，每一代的集成電路都具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。在集成電路演進(jìn)的過程中，特征結(jié)構(gòu)密度(亦即，每芯片面積中相互連接的元件的數(shù)目)通常隨著幾何尺寸(亦即，所使用的制造方法可產(chǎn)生的最小組件或線路)的縮小而增加。這種尺寸縮減的制程將的優(yōu)點(diǎn)在于提高生產(chǎn)效率以及降低相關(guān)成本。

尺寸的縮減同時(shí)也提升加工及制造集成電路的復(fù)雜性，為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，在集成電路加工及制造方面需要類似的發(fā)展。其中絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)使制備于其上的晶體管具有操作快速、低功率消耗、低軟錯(cuò)誤、閉鎖抑制(latch-up immunity)的優(yōu)點(diǎn)，而廣泛運(yùn)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)制備絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)的方式包含氧離子植入硅晶隔離法(separation byimplantation of oxygen,SIMOX)與晶圓貼合(bonding)方式。氧離子植入硅晶隔離法是將氧離子以高能量的方式打到晶圓中，使氧離子能分布在硅晶圓表面下方，接著經(jīng)由高溫退火(anneal)以在晶圓中形成氧化層。晶圓貼合(bonding)方式則通常需先準(zhǔn)備一元件晶圓(device wafer)與一操作晶圓(handle wafer)，在元件晶圓或操作晶圓上形成氧化層后接合兩者，并再通過切除、研磨或蝕刻的方式移除操作晶圓。然而，上述的兩種方式普遍存在氧化層厚度過薄的問題，且制程繁復(fù)且耗費(fèi)成本。據(jù)此，業(yè)界亟需一種新穎的方式來制備絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面是提供一種絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)，包含一底層，一絕緣層，一主動(dòng)層與一阻隔層。絕緣層位于底層上，而主動(dòng)層嵌于絕緣層中。阻隔層則位于絕緣層中并環(huán)繞主動(dòng)層。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，絕緣層包含一第一絕緣結(jié)構(gòu)與一第二絕緣結(jié)構(gòu)。第一絕緣結(jié)構(gòu)位于底層與主動(dòng)層之間，并包含一第一部分接觸主動(dòng)層，以及一第二部分位于底層與第一部分之間，且第二部分的寬度小于主動(dòng)層的寬度。第二絕緣結(jié)構(gòu)則位于底層上，并環(huán)繞主動(dòng)層與第一絕緣結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，第一絕緣結(jié)構(gòu)與第二絕緣結(jié)構(gòu)是以不同的材質(zhì)所組成。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，第二部分的寬度與主動(dòng)層的寬度之間的比值介于0.2至0.5之間。

本發(fā)明的另一方面是提供一種絕緣層覆硅結(jié)構(gòu)的制備方法，包含下列步驟。先覆蓋一第一硬罩幕于一基層上，并移除部分的第一硬罩幕與基層，以形成一第一開口暴露基層。接著形成一阻隔層覆蓋第一開口的側(cè)壁，更移除第一開口中的部分基層，以形成一第二開口。之后等向性移除暴露于第二開口中的基層，以形成一基層橋接部，并氧化基層橋接部以形成一第一絕緣結(jié)構(gòu)。最后形成一第二絕緣結(jié)構(gòu)于第二開口中。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，形成阻隔層覆蓋第一開口的側(cè)壁包含下列步驟。先形成一第二硬罩幕共形地覆蓋第一硬罩幕與第一開口的側(cè)壁與底部，并移除第一開口的底部的第二硬罩幕。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，是以一濕氧化制程氧化基層橋接部以形成第一絕緣結(jié)構(gòu)，且濕氧化制程的溫度大于1000℃。

根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施方式，是以一濕蝕刻制程等向性移除暴露于第二開口中的基層。