[發明專利]SOI襯底、半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201810718302.0
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109003936B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 陳達
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L29/06
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張清芳

1.一種SOI襯底的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一硅襯底，所述第一硅襯底包括第一硅層；

提供第二硅襯底，所述第二硅襯底包括第三硅層和氧化層，所述氧化層的表面存在貫穿所述氧化層的凹槽，所述凹槽位于有源區，所述凹槽中填充有與所述第一硅層不同摻雜類型的硅材料，所述第三硅層與所述第一硅層為相同摻雜類型；

鍵合所述第一硅襯底的一個表面和所述第二硅襯底的氧化層表面，以形成所述SOI襯底。

2.根據權利要求1所述的SOI襯底的形成方法，其特征在于，所述第一硅襯底還包括第二硅層，所述第二硅層的硅材料與所述凹槽中填充的硅材料是相同的。

3.根據權利要求2所述的SOI襯底的形成方法，其特征在于，提供第一硅襯底包括：

提供第一硅片作為所述第一硅層；

在所述第一硅片的一個表面進行外延生長，以形成所述第二硅層。

4.根據權利要求1-3中的一項所述的SOI襯底的形成方法，其特征在于，提供第二硅襯底包括：

提供第二硅片；

在室溫下，對所述第二硅片的一個表面進行熱氧化，以形成所述氧化層，所述氧化層下方的硅層作為所述第三硅層；

在所述氧化層的表面進行刻蝕，以形成貫穿所述氧化層的所述凹槽，并在所述凹槽中填充硅材料。

5.根據權利要求4所述的SOI襯底的形成方法，其特征在于，形成貫穿所述氧化層的所述凹槽，并在所述凹槽中填充硅材料包括：

采用光刻工藝在所述氧化層的表面定義所述凹槽的形狀；

采用干法刻蝕在所述氧化層的表面進行刻蝕，形成貫穿所述氧化層的所述凹槽；

采用化學氣相沉積工藝在所述凹槽中填充硅材料。

6.一種SOI襯底，其特征在于，包括：

第一硅層，作為背襯底；

位于所述第一硅層上方的氧化層，存在貫穿所述氧化層的凹槽，所述凹槽位于有源區，所述凹槽中填充有與所述第一硅層不同摻雜類型的硅材料以作為嵌入硅層；

位于所述氧化層上方的第三硅層作為頂層硅，所述第三硅層與所述第一硅層為相同摻雜類型。

7.根據權利要求6所述的SOI襯底，其特征在于，所述氧化層中具有多個凹槽。

8.根據權利要求7所述的SOI襯底，其特征在于，所述凹槽呈陣列排布。

9.根據權利要求7所述的SOI襯底，其特征在于，所述凹槽為圓形凹槽，或，所述凹槽為條形凹槽。

10.根據權利要求6-9中的一項所述的SOI襯底，其特征在于，所述第一硅層和所述氧化層之間具有第二硅層，所述第二硅層的硅材料與所述凹槽中填充的硅材料是相同的，并且所述第二硅層與填充有硅材料的凹槽共同作為嵌入硅層。

11.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供如權利要求6至9中任一項所述的SOI襯底；

在所述第三硅層中有源區的內側刻蝕溝槽，并在所述溝槽中填充絕緣材料以形成隔離所述有源區的隔離區；

在所述第三硅層上方注入所述第一硅層摻雜類型的離子，并執行退火激活操作，以在所述第三硅層底部、所述凹槽上方形成重摻雜硅層；

從所述有源區的兩側、隔離區的內側上方注入與所述第一硅層摻雜類型不同的離子，并執行退火激活操作，分別形成源區和漏區，并在所述第三硅層上方形成與所述重摻雜硅層形狀對應的柵氧層和多晶硅柵。

12.根據權利要求11所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述重摻雜硅層包括：

利用光刻工藝，通過柵極掩膜定義所述重摻雜硅層的形狀；

在所述柵極掩模上方注入所述第一硅層摻雜類型的離子，并執行退火激活操作，以在所述第三硅層底部沉積形成所述重摻雜硅層。