基于選擇性外延制作soi的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種基于選擇性外延制作SOI的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)發(fā)展，要使器件集成水平進(jìn)一步提高，有兩個(gè)途徑，一是進(jìn)一步縮小芯片的特征尺寸，按照摩爾定律所指引的方向繼續(xù)走下去，但必須采用更精湛的微細(xì)加工技術(shù)，并受到器件物理極限的挑戰(zhàn)；二是采用新型材料，以放寬對(duì)芯片特征尺寸進(jìn)一步縮小的要求，提高器件性能。SOI (SiIicon-On-1nsulator,絕緣襯底上娃)技術(shù)就是第二種途徑最代表性和競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。
[0003]SOI技術(shù)是在頂層硅與襯底之間引入了一層埋氧化層。通過(guò)在絕緣體上形成半導(dǎo)體薄膜，SOI材料具有了體硅所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)集成電路中元器件的介質(zhì)隔離，消除了體硅CMOS電路的寄生閂鎖效應(yīng)；采用這種材料制成的集成電路具有寄生電容小、集成密度高、速度快、工藝簡(jiǎn)單、短溝道效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。SOI結(jié)構(gòu)有效地克服了體硅材料的不足。
[0004]目前廣泛使用且較有發(fā)展前途的SOI的材料制備方法主要有注氧隔離的SIMOX (Seperat1n by Impolanted Oxygen)方法、娃片鍵合和反面腐蝕的BESOI (Bonding-Etchback SOI)方法、將鍵合與注入相結(jié)合的智能剝離Smart Cut SOI方法。
[0005]注氧隔離技術(shù)(Separat1n by Implanted Oxygen, SIM0X)的主要限制是成本高，大束流離子注入以及高溫退火均給工藝帶來(lái)高額的成本；由于BESOI技術(shù)消耗兩塊晶片而只生產(chǎn)一塊SOI基片，效率較低；和以上這些方法相比，本項(xiàng)發(fā)明最大的特點(diǎn)就是工藝簡(jiǎn)單，成本低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比工藝簡(jiǎn)單，制造成本更低的基于選擇性外延制作可控厚度硅外延層SOI制作的方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的提供的基于選擇性外延制作SOI的方法，包括以下步驟:
[0008]I)在硅襯底上淀積絕緣膜；
[0009]2)刻蝕絕緣膜打開(kāi)淀積窗口 ；
[0010]3)在淀積窗口中淀積單晶硅；
[0011]4)調(diào)節(jié)淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率使得最終在絕緣膜上的刻蝕速率大于單晶娃淀積速率。
[0012]在實(shí)際生產(chǎn)中相同的壓力條件能通過(guò)不同的流量平衡比率實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明能通過(guò)不同的壓力條件下，不同的淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率實(shí)現(xiàn)；即本發(fā)明實(shí)施只要保證絕緣膜上的刻蝕速率大于單晶硅淀積速率的條件即可。
[0013]其中，所述絕緣膜是氧化硅或者氮化硅。
[0014]其中，實(shí)施步驟4)時(shí)，在壓力為650托條件下，淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率范圍為1.5-2.5，優(yōu)選為2。
[0015]本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)淀積氣體(DCS，dopant)和刻蝕氣體(HCl)的平衡已實(shí)現(xiàn)對(duì)局部壓力的精確控制，使得最終在絕緣膜上的刻蝕速率略大于淀積速率，同時(shí)在Si表面上的淀積速率盡可能最大化，從而實(shí)現(xiàn)了工藝的選擇性。在Si02或SiN窗口裸露的硅表面上生長(zhǎng)的是外延鏡面的單晶硅，在Si02或SiN面上，在選擇性外延的條件下不會(huì)淀積出多晶硅，絕緣膜上面的外延硅是通過(guò)孔里面的單晶硅外翻所形成的。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本較低，硅外延的厚度可控。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0017]圖1是本發(fā)明步驟I)的示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明步驟2)的示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明步驟3)的示意圖。
[0020]圖4、圖5是本發(fā)明步驟4)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種基于選擇性外延制作SOI的方法，包括以下步驟:
[0022]如圖1所示，I)在硅襯底上淀積氧化硅或者氮化硅形成絕緣膜；
[0023]如圖2所示，2)刻蝕絕緣膜打開(kāi)淀積窗口 ；
[0024]如圖3所示，3)在淀積窗口中淀積單晶硅；
[0025]如圖4、圖5所示，4)調(diào)節(jié)淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率使得最終在絕緣膜上的刻蝕速率大于單晶硅淀積速率；例如，在650托條件下，淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率范圍為1.5-2.5，優(yōu)選為平衡比率為2 ;淀積氣體和刻蝕氣體可采用本領(lǐng)域常規(guī)選擇，絕緣膜上面的外延硅是通過(guò)孔里面的單晶硅外翻所形成的。
[0026]以上通過(guò)【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于選擇性外延制作SOI的方法，其特征是，包括以下步驟: 1)在硅襯底上淀積絕緣膜； 2)刻蝕絕緣膜打開(kāi)淀積窗口； 3)在淀積窗口中淀積單晶硅； 4)調(diào)節(jié)淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率使得最終在絕緣膜上的刻蝕速率大于單晶娃淀積速率。
2.如權(quán)利要求1所述基于選擇性外延制作SOI的方法，其特征是:所述絕緣膜是氧化硅或者氮化硅。
3.如權(quán)利要求1所述基于選擇性外延制作SOI的方法，其特征是:實(shí)施步驟4)時(shí)，在壓力650托條件下，淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率范圍為1.5-2.5。
4.如權(quán)利要求3所述基于選擇性外延制作SOI的方法，其特征是:實(shí)施步驟4)時(shí)，在壓力650托條件下，淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率為2。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于選擇性外延制作SOI的方法，包括：在硅襯底上淀積絕緣膜；刻蝕絕緣膜打開(kāi)淀積窗口；淀積單晶硅；調(diào)節(jié)淀積氣體和刻蝕氣體的流量平衡比率使得最終在絕緣膜上的刻蝕速率大于單晶硅淀積速率。本發(fā)明的制作方法工藝簡(jiǎn)單，成本較低，硅外延的厚度可控。
【IPC分類(lèi)】H01L21-762
【公開(kāi)號(hào)】CN104821290
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510106146
【發(fā)明人】曹苗苗, 季偉, 羅嘯
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日