[发明专利]半导体器件中实现载流子寿命控制的结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，包括半导体衬底、绝缘介质层和半导体外延层；

所述绝缘介质层位于所述半导体衬底和所述半导体外延层之间，且所述绝缘介质层由多个岛状绝缘介质块组成，且所述岛状绝缘介质块的直径小于3μm；

在所述半导体外延层与所述绝缘介质层的交界面处具有因晶格不匹配而形成的缺陷。

2.根据权利要求1所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，所述岛状绝缘介质块的直径小于1μm。

3.根据权利要求2所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，所述绝缘介质层的厚度在10nm到3μm之间。

4.根据权利要求3所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，所述半导体外延层的厚度在1μm到50μm之间。

5.根据权利要求4所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，所述半导体衬底为硅衬底，所述绝缘介质层为氧化硅，且所述半导体外延层为单晶硅。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构，其特征在于，所述绝缘介质层中的岛状绝缘介质块的表面是粗糙的。

7.一种半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供半导体衬底；

生成绝缘介质层，所述绝缘介质层位于所述半导体衬底和半导体外延层之间，且所述绝缘介质层由多个岛状绝缘介质块组成，且所述岛状绝缘介质块的直径小于3μm；

生成半导体外延层，在所述半导体外延层与所述绝缘介质层的交界面处具有因晶格不匹配而形成的缺陷。

8.根据权利要求7所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述生成半导体外延层的步骤之后，还包括以下步骤：

对所述半导体外延层进行热处理。

9.根据权利要求8所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，所述生成绝缘介质层的步骤还包括以下子步骤：

使用等离子增强化学气相沉淀法在半导体衬底上生成所述绝缘介质层；

使用干法蚀刻对所述绝缘介质层的表面进行粗糙化处理；

利用光刻和蚀刻工艺形成所述绝缘介质层中的岛状绝缘介质块。

10.根据权利要求9所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述使用干法蚀刻对所述绝缘介质层的表面进行粗糙化处理的子步骤中，通过控制所述绝缘介质层表面的形貌，控制所述半导体外延层中缺陷的密度和分布。

11.根据权利要求9所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述使用等离子增强化学气相沉淀法在半导体衬底上生成所述绝缘介质层的子步骤中，通过改变所述绝缘介质层的材料类型，控制所述半导体外延层中缺陷的密度和类型。

12.根据权利要求9所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述利用光刻和蚀刻工艺形成所述绝缘介质层中的岛状绝缘介质块的子步骤中，通过控制所述岛状绝缘介质块的大小、厚度、以及分布，控制所述半导体外延层中缺陷的密度和分布。

13.根据权利要求7所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述生成半导体外延层的步骤中，通过调整半导体外延层形成时的工艺条件，控制所述半导体外延层中缺陷的密度。

14.根据权利要求8所述的半导体器件中实现载流子寿命控制的结构的制造方法，其特征在于，在所述对半导体外延层进行热处理的步骤中，通过调整半导体外延层形成后的热过程，控制所述半导体外延层中缺陷的密度。