[发明专利]制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法

权利要求书

1.一种制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供单晶硅衬底；

在单晶硅衬底中注入缺陷引入离子，从而在单晶硅衬底中形成缺陷空洞层，

以及位于缺陷空洞层表面的顶层硅；

在缺陷空洞层表面的顶层硅中形成扩散通道；

将单晶硅衬底在含氧气氛中进行退火。

2.根据权利要求1中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述的缺陷引入离子选自于氢离子、氦离子中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，还包括如下步骤：在单晶硅衬底中注入氧离子，该步骤可以在注入缺陷引入离子之前实施，亦可以在注入缺陷引入离子之后实施。

4.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述注入缺陷引入离子之后，还包括如下步骤：对缺陷空洞层进行退火处理。

5.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述形成扩散通道的方法进一步包括：采用模板遮蔽和化学腐蚀的方法在顶层硅中形成规则分布的沟槽，沟槽的深度大于顶层硅的厚度。

6.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述形成扩散通道的方法进一步包括：采用氧离子注入顶层硅中，使顶层硅非晶化，从而在缺陷空洞层与顶层硅的晶界处形成扩散通道，所采用的氧离子的注入剂量小于2×10¹⁵cm^-2。

7.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述形成扩散通道的方法进一步包括：在顶层硅中或顶层硅与缺陷空洞层的界面处注入氢离子，以形成扩散通道。

8.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述在含氧气氛中进行退火的工艺采用一步升温的方法。

9.根据权利要求1或2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述在含氧气氛中进行退火的工艺采用两步退火工艺，于目标温度和室温之间设定一中间温度，当升至中间温度后，保持该温度不变进行保温操作，保温之后再继续升至目标温度。

10.根据权利要求2中所述的制备绝缘体上硅材料的内热氧化方法，其特征在于，所述注入缺陷引入的离子的注入参数为：注入剂量范围由1×10¹⁵cm^-2至5×10¹⁷cm^-2，注入能量范围由10keV至300keV，注入温度范围由0℃到600℃。