[发明专利]双应力SOI衬底

权利要求书

1.一种制造衬底的方法，包括以下步骤：

在衬底的第一部分上形成压缩介电层；

在衬底的第二部分上形成拉伸介电层；

在所述压缩介电层和所述拉伸介电层的顶上形成半导体层；以及

穿过所述半导体层形成隔离区，并使所述拉伸介电层与所述压缩介电层分隔，其中所述压缩介电层将拉伸应力转移到所述半导体层的覆盖在所述压缩介电层上面的部分，以及所述拉伸介电层将压缩应力转移到所述半导体层的覆盖在所述拉伸介电层上面的部分。

2.根据权利要求1的方法，其中所述压缩介电层和所述拉伸介电层包括Si₃N₄。

3.根据权利要求1的方法，其中所述在所述衬底的所述第一部分上形成所述压缩介电层包括以下步骤：

在所述衬底上均厚沉积所述压缩介电层；

形成第一阻挡掩膜，保护所述压缩介电层的覆盖在所述衬底的所述第一部分上面的部分，使得所述压缩介电层的剩余部分暴露；

对所述第一阻挡掩膜和所述衬底具有选择性地蚀刻所述压缩介电层的所述剩余部分；以及

去除所述第一阻挡掩膜。

4.根据权利要求3的方法，其中所述均厚沉积所述压缩介电层包括化学气相沉积Si₃N₄，其中所述化学气相沉积的条件在所述压缩介电层内提供固有压缩应力。

5.根据权利要求3的方法，其中所述化学气相沉积的所述条件包括500至1,500W量级的低频功率、250至500W量级的高频功率、800至2,000sccm量级的硅烷流速、6,000至10,000sccm量级的NH₃流速，以及10乇或更小的沉积压力。

6.根据权利要求3的方法，其中所述在所述衬底的所述第二部分上形成所述拉伸介电层包括以下步骤：

在包括所述衬底的所述第二部分和所述衬底的所述第一部分中的所述压缩介电层的所述衬底上沉积氧化物层；

在所述氧化物层顶上均厚沉积所述拉伸介电层；

形成第二阻挡掩膜，保护所述拉伸介电层的覆盖在所述衬底的所述第二部分上面的部分，使得所述拉伸介电层的剩余部分暴露；

蚀刻所述拉伸介电层的所述剩余部分，在所述衬底的所述第一部分顶上的所述氧化物层上停止；

去除所述第二阻挡掩膜；以及

从所述衬底的所述第一部分去除所述氧化物层。

7.根据权利要求3的方法，其中所述均厚沉积所述拉伸介电层包括化学气相沉积Si₃N₄，其中所述化学气相沉积的条件在所述拉伸介电层内提供固有拉伸应力。

8.根据权利要求7的方法，其中所述化学气相沉积的所述条件包括0至100W量级的低频功率、200至600W量级的高频功率、50至200sccm的硅烷流速、1,500至3,000sccm量级的NH₃流速，以及15乇或更小的沉积压力。

9.根据权利要求1的方法，其中所述在所述压缩介电层和所述拉伸介电层的顶上形成所述半导体层包括层转移技术。

10.根据权利要求1的方法，其中所述形成所述隔离区包括以下步骤：

在所述半导体层的顶上形成构图的掩膜，以暴露所述半导体层的覆盖在所述压缩介电层与所述拉伸介电层之间的结上面的部分；

对所述构图的掩膜具有选择性地蚀刻所述半导体层、所述压缩介电层和所述拉伸介电层，并在所述衬底上停止，以提供沟槽；以及

用介电材料填充所述沟槽。

11.根据权利要求1的方法，还包括用Ge离子注入所述压缩介电层，其中所述注入将所述压缩介电层内的固有压缩应力转变为固有拉伸应力。

12.根据权利要求1的方法，其中所述压缩介电层包括范围在1000MPa至2600MPa的固有压缩应力，以及所述拉伸介电层包括范围在100MPa至2200MPa的固有拉伸应力。