[發明專利]一種疊層SOI器件結構及制備方法

在審

• 申請號: 202211362139.1
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN115714136A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 魏星;高遠;薛忠營;常永偉;汪子寒;董晨華
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/762;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海泰博知識產權代理有限公司 31451
• 代理人: 謝文凱

1.一種疊層SOI器件結構，其特征在于，自上而下依次包括：頂層硅層、隔離層A、配置層、隔離層B、襯底硅層，所述器件結構還包括頂硅層有源區、位于所述頂硅層有源區外端的淺溝槽隔離區、位于所述配置層外端的有源區、依次貫穿所述淺溝槽隔離區和隔離層A的通孔、依次貫穿所述淺溝槽隔離區、隔離層A以及配置層的深溝槽隔離區，所述頂硅層有源區包括：位于所述頂層硅層上方的柵極、柵介質層，位于所述頂層硅層橫向兩端的源極和漏極，位于所述配置層外端的有源區包括：位于通孔下方的第一P型區，位于漏極左側的N型區，位于N型區左側的第二P型區。

2.根據權利要求1所述的疊層SOI器件結構，其特征在于，所述通孔通過粒子注入或者摻雜形成重型N摻雜或者P摻雜區域，在所述配置層與所述通孔的界面處形成歐姆接觸區。

3.根據權利要求1所述的疊層SOI器件結構，其特征在于，所述隔離層A和隔離層B材料選自二氧化硅、玻璃、藍寶石的中的一種或幾種；配置層材料選自N型或P型半導體材料；通孔中采用鎢合金填充；襯底硅層為襯底硅層；柵極材料選自多晶硅、金屬柵極中的一種或幾種；柵介質層材料選自二氧化硅、高K材料中的一種或幾種。

4.一種疊層SOI器件結構的制備方法，包括：

(1)提供一片疊層SOI晶圓，所述疊層SOI晶圓自上而下依次包括：頂層硅層、隔離層A、配置層、隔離層B以及襯底硅層；

(2)對步驟(1)中疊層SOI晶圓的頂層硅層進行建模和平坦化；

(3)對步驟(2)中頂層硅層和隔離層A進行刻蝕，在配置層制備NPN結構；

(4)使用介質填充步驟(3)中孔洞，并平坦化。

(5)在頂層硅層上方制備柵極和柵介質層，在柵極兩側制備源極漏極，并在有源區外端形成淺溝槽隔離區；

(6)刻蝕步驟(5)中淺溝槽隔離區，依次貫穿淺溝槽隔離區、隔離層A形成通孔，直到配置層停止刻蝕，再通過粒子注入或摻雜形成重型N摻雜，形成歐姆接觸；

(7)填充通孔；

(8)在器件周圍再次對淺溝槽隔離區進行刻蝕，依次貫穿淺溝槽隔離區、隔離層A以及配置層形成深溝槽；

(9)對步驟(8)形成的深溝槽進行填充或不填充，形成深溝槽隔離區。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中介質包括二氧化硅、氮化物中的一種或幾種。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中填充通孔的材料包括鎢合金。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(9)中填充深溝槽的材料包括：二氧化硅、氮化物中的一種或幾種。