[發明專利]用于形成薄絕緣體上半導體(SOI)襯底的方法

有效

• 申請號: 201910382802.6
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110828367B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 吳政達;蔡嘉雄;盧玠甫;曾國華;周世培;鄭有宏;杜友倫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種用于形成絕緣體上半導體(SOI)襯底的方法，所述方法包括：

在犧牲襯底上外延形成器件層；

將所述犧牲襯底與操作襯底接合，從而所述器件層位于所述犧牲襯底和所述操作襯底之間；

去除所述犧牲襯底；以及

循環減薄所述器件層，直到所述器件層具有目標厚度，使用多重減薄循環，其中，每個減薄循環均包括氧化所述器件層的一部分并去除由所述氧化產生的氧化物，其中，所述多重減薄循環中的第一減薄循環比所述多重減薄循環中的最后的減薄循環移除器件層的更大厚度。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

測量所述器件層的厚度；以及

確定所測量的厚度和所述目標厚度之間的厚度差。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述氧化包括將所述器件層暴露在臭氧溶解在水中的化學溶液中，并且其中，去除包括將所述氧化物暴露在包含氫氟酸的化學溶液中。

4.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在所述犧牲襯底上外延形成蝕刻停止層，其中，所述蝕刻停止層包括未摻雜硅鍺、硼摻雜硅鍺或硼摻雜元素硅，并且其中，所述器件層形成在所述蝕刻停止層上；以及

在所述犧牲襯底的去除和所述循環減薄之間去除所述蝕刻停止層。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述蝕刻停止層的去除包括氯化氫氣體(HCl)蝕刻。

6.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在所述器件層上形成絕緣層，其中，所述絕緣層具有中性凈電荷，并在所述接合期間位于所述犧牲襯底和所述操作襯底之間。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在所述器件層上形成絕緣層，其中，所述絕緣層具有負凈電荷，并在所述接合期間位于所述犧牲襯底和所述操作襯底之間。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述絕緣層的形成包括氧自由基的氧化。

9.一種用于形成絕緣體上硅(SOI)襯底的方法，所述方法包括：

在操作襯底上方形成第一絕緣層；

在犧牲襯底上方外延形成緩沖層；

在所述緩沖層上方外延形成蝕刻停止層；

在所述蝕刻停止層上方外延形成器件層；

在所述器件層上方形成第二絕緣層，所述第一絕緣層具有與所述第二絕緣層不同的電荷；

將所述犧牲襯底與操作襯底接合，從而所述緩沖層、所述蝕刻停止層和所述器件層位于所述犧牲襯底和所述操作襯底之間；

去除所述犧牲襯底、所述緩沖層和所述蝕刻停止層，而保留位于所述器件層和所述操作襯底之間的所述第一絕緣層和所述第二絕緣層；以及

在所述蝕刻停止層的去除之后，執行退火以使所述器件層的頂面平滑。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述蝕刻停止層包括硅鍺，其中，鍺的原子百分比為20-60％。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述蝕刻停止層是未摻雜的。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述蝕刻停止層摻雜有p型摻雜劑，摻雜濃度為每立方厘米1×10¹⁹至5×10²¹個原子。

13.根據權利要求9所述的方法，其中，所述蝕刻停止層包括摻雜有p型摻雜劑的元素硅，摻雜濃度為每立方厘米1×10¹⁹至5×10²¹個原子。

14.根據權利要求9所述的方法，其中，所述緩沖層的去除包括四甲基氫氧化銨(TMAH)蝕刻。