[发明专利]制造绝缘体上半导体结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电子器件或光电器件的绝缘体上半导体(SeOI)结 构的制造，所述绝缘体上半导体结构类似于SOI结构(“绝缘体上硅结构”) 且具有高的导热性。

背景技术

SeOI结构包括衬底、介电层以及顶部半导体层，介电层使顶层与衬 底电绝缘。

SeOI结构通常通过经由所述介电层的晶片键合技术来制造，所述介 电层起到顶层与衬底之间的电绝缘体以及键合层这两者的作用。

作为良热导体的所述SeOI结构尤其应用于发散从要在SeOI的顶层 中制造的元件中释放的热量。这对于像高功频元件那样的能够释放大量 热量的元件而言尤其有用。

为了这个目的，已知提供了一种具有高导热性的(多种)材料(如 单晶SiC或多晶SiC)的衬底。

对于这些种类的结构而言，还应该理解，其具有作为热能的良好导 体的介电层。

为了这个目的，已知在衬底与顶层之间设置了一种介电氮化物层(如 Si₃N₄或Si_xN_yO_z)。

然而，由于氮化物材料具有糟糕的键合特性这一事实，很难通过晶 片键合的方式来制造这些SeOI结构。

SiO₂具有更好的键合特性，但其具有低导热性。

因此，存在如下需求，即制造实现了高质量键合且具有高导热性的 SeOI结构。

发明内容

为了实现这些目的并克服现有技术中的缺陷，本发明根据其第一方 面提出了一种对用于电子器件或光电器件的结构进行处理的过程，该结 构顺次包括：

-衬底，

-介电层，该介电层具有的导热性大致高于由半导体材料的氧化物 制成的氧化物层的导热性，

-氧化物层，该氧化物层由所述半导体材料的氧化物制成，

-薄半导体层，该薄半导体层由所述半导体材料制成，

其特征在于，该过程包括在惰性气氛或还原性气氛中使用为激励所述氧 化物层的大量氧扩散通过所述半导体层，从而使所述氧化物层的厚度减 小预定值而选择的温度值和持续时间来对所述结构进行热处理的步骤。

在第二方面中，本发明提出了一种制造用于电子器件或光电器件的 结构的过程，其特征在于，该过程包括以下步骤：

(a)提供具有确定厚度的半导体层，所述半导体层由半导体材料制 成；

(b)提供受纳晶片(receiving wafer)：该受纳晶片顺次包括衬底和 由介电材料制成的顶部介电层，所述介电材料具有的导热性高于由所述 半导体材料的氧化物制成的氧化物层的导热性；

(c)将所述薄半导体层键合到所述受纳晶片，使得所述介电层被夹 在所述薄半导体层与所述衬底之间，该键合步骤包括在由所述半导体材 料的氧化物制成的键合界面形成氧化物层的步骤；因此形成了顺次包括 所述衬底、所述介电层、所述氧化物层以及所述薄半导体层的结构；

(d)在惰性气氛或还原性气氛中使用为使所述氧化物层的大量氧扩 散通过所述薄半导体层，从而使所述氧化物层的厚度减小预定值而选择 的温度值和温度持续时间来对所述结构进行热处理。

由于所述结构的构造，键合功能(由所述氧化物层确保)与电绝缘 功能(由所述介电层确保)相分离。

因此，能够制造具有导热性非常好的介电层的SeOI，同时确保高质 量的键合(例如类似于经由氧化物层的键合)。实际上，在将氧化物层用 于确保所述半导体层与所述衬底之间的高质量键合时，所述氧化物层会 在热处理过程中被分解(步骤(d))，而留下所述介电层作为SeOI的唯 一介电层。

这种制造结构的过程的一些其它特点包括：

-将步骤(c)的所述氧化物层形成在所述介电层上；

-或者，将步骤(c)的所述氧化物层形成在所述薄半导体层上；

-或者，将步骤(c)的所述氧化物层形成在所述介电层和所述半导 体层上；

-步骤(a)包括提供其中具有所述半导体层的供体晶片的步骤，该 过程还包括在步骤(c)与步骤(d)之间削减所述供体衬底以只 保留键合到所述衬底上的所述半导体层的步骤；