[发明专利]一种硅基绝缘体上硅衬底结构及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基绝缘体上硅衬底结构，其特征在于，所述硅衬底结构包括：

硅衬底；

形成于该硅衬底之上的结晶氧化物层；以及

形成于该结晶氧化物层之上的结晶硅层。

2.根据权利要求1所述的硅基绝缘体上硅衬底结构，其特征在于，所述硅衬底为单晶硅(100)衬底、单晶硅(110)衬底或单晶硅(111)衬底。

3.根据权利要求1所述的硅基绝缘体上硅衬底结构，其特征在于，所述结晶硅层为单晶硅层；所述单晶硅层的晶面为硅(111)、硅(110)或硅(100)。

4.根据权利要求1所述的硅基绝缘体上硅衬底结构，其特征在于，所述结晶氧化物层的晶体结构为外延单晶。

5.一种硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，包括：

将表面清洁的单晶硅衬底置于真空腔体内；

对所述单晶硅衬底加热，在所述单晶硅衬底上沉积结晶氧化物层；以及

在所述结晶氧化物层上高温原位沉积单晶硅层，形成结晶硅层。

6.根据权利要求5所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，所述对所述单晶硅衬底加热，在所述单晶硅衬底上沉积结晶氧化物层，包括：

将所述单晶硅衬底加热至400～1000℃，获得重构表面的单晶硅衬底；

将所述重构表面的单晶硅衬底降温至20～800℃，在所述单晶硅衬底表面上沉积结晶氧化物层。

7.根据权利要求5所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，所述对所述单晶硅衬底加热，在所述单晶硅衬底上沉积结晶氧化物层，包括：

将所述单晶硅衬底加热至400～1000℃，获得重构表面的单晶硅衬底；

将重构表面的单晶硅衬底降温至20～800℃，先沉积金属原子层，使金属原子在硅表面发生自组装形成金属外延层，进而通过原位氧化的方法形成结晶氧化物层。

8.根据权利要求6或7所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，所述沉积结晶氧化物层或沉积金属原子层采用的方法为分子束外延法、物理沉积法或化学沉积法。

9.根据权利要求7所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，所述通过原位氧化的方法形成结晶氧化物层，包括：

在20～500℃的温度条件下，采用氧等离子体或者氧自由基原位对所述金属外延层进行氧化处理，形成结晶氧化物层；所述金属外延层的厚度为

10.根据权利要求5所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，所述在所述结晶氧化物层上高温原位沉积单晶硅层，形成结晶硅层，包括：

将所述单晶硅衬底加热至200～1000℃，采用分子束外延法、物理沉积法或化学沉积法在所述结晶氧化物层上沉积单晶硅层，形成结晶硅层。

11.根据权利要求10所述的硅基绝缘体上硅衬底结构的制备方法，其特征在于，当采用所述分子束外延法沉积单晶硅层时，所述单晶硅层的厚度通过控制外延时间的长短来自由调整；所述单晶硅层的最小厚度为0.5nm。