[发明专利]SSOI基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种SSOI基板的制造方法，更具体的说，是一种用来为提 高装置的性能而提供的表面的微细粗糙度良好的基板，且通过低温加热处理也 可以分离接合基板的SSOI(Strained Silicon On Insulator)基板的制造方法。

背景技术

T.A.Langdo在固体电子学(Solid-state electronics)48(2004)中发表过题 目为“SSOI技术：从物质到装置(Strained Si on insulator technology：from  materials to devices)”的涉及SSOI制造方法和其特性的论文。

在硅基板上生成倾斜的硅锗层后，在其上面继续生成弛缓的硅锗层，上述 硅锗层具有预定的锗含量，在最高层上生成伸张的硅。在上述弛缓的硅锗层里 注入离子，通过与氧化的硅晶片接合和加热后的弛缓的硅锗层的离子注入领域 中进行分离而在最高层上留下硅锗层的一部分。所述留下的部分利用800℃以 下的湿式氧化工程和稀释的氟酸来去除而制造SSOI。

并且，根据美国专利号为US 6,992,025B2的“通过被氢注入的膜转移和弛 缓形成的SSOI(Strained silicon on insulator from film transfer and relaxation by  hydrogen implantation)”，在硅基板上形成硅锗层时先让锗含量一致，然后通过 注入氢离子弛缓硅锗层，接着生成伸张的硅用来制造伸张的硅基板。用来与硅 晶片接合时接合强度的强化在250℃加热14个小时，且通过在400℃加热4个 小时在离子注入领域中发生分离。然后在位于最上层的硅锗层通过干式蚀刻去 掉一部分，为了提高分离出来的硅锗层表面的粗糙度在进行化学机械研磨 (CMP：Chemical Mechanical Polishing)之前在900℃加热1个小时，且通过湿 式蚀刻去硅锗而最终制造SSOI基板。

上述的技术作为利用氢离子的注入的分离和转移技术，对在制造过程中使 用的两个晶片中一个伸张的硅晶片进行离子注入，将此晶片和另外一个具有氧 化膜的晶片在常温进行接合。接合的晶片通过一系列的工程发生到离子注入深 度的层转移现象，在一个晶片上包括硅氧化膜和转移的离子注入层，即硅锗层 的一部分和伸张的硅层一起存在的结构。此时去除最上层上存在的硅锗最后就 可以制造具有SSOI结构的晶片。

在这样的制造过程中，由于通过离子注入的分离和转移技术需要比较高的 温度，升温、保温、降温时工程时间要较长且分离后表面粗糙度特性值变较高。 分离后表面的粗糙度的特性值较高时，需要去硅锗后另外提高表面粗糙度的工 程，因此工程变得复杂且电子和电控的移动受到此结果的影响会导致装置的移 动特性恶化。

发明内容

因此本发明被提出来用以解决已存现有技术中的上述问题，并且本发明的 目的是提供一种制造用来装置的特性提高所需的表面微细粗糙度良好的基板的 SSOI基板的制造方法。

本发明可以提供一种在取向附生中对不纯物的掺加层注入离子因此通过低 温下的加热处理也可以容易分离的具有变形硅层的基板的制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种具有变形硅层的 基板的制造方法。其方法包括：提供基板；在上述基板的表面上形成SiGe层； 在上述SiGe层的表面上生成具有比SiGe更小晶格常数的Si而形成变形的硅层； 和向上述变形的硅层注入离子；其中在上述SiGe层的生成过程中掺加不纯物， 达到注入上述离子的深度处。

其中上述不纯物可以包括在硼(B)、磷(P)和砷(As)中一个元素或如果提 供气体状态的不纯物，可以使用B₂H₆、PH₃和AsH₃中至少一个气体。上述不 纯物的浓度可以在1e15至1e20cm^-3的范围内，且以10至300sccm的流量被供 应。

上述不纯物可以在100至1200℃的温度内且在1至760托的压力下被掺加。

上述离子包括氢离子(H⁺，H₂⁺)，上述氢离子的浓度在10¹⁵至10¹⁷cm^-2的范 围内。