[发明专利]形成具有隐埋腔和介电支持结构的半导体衬底的方法

权利要求书

1.一种用于形成半导体器件的方法，所述方法包括：

形成从半导体衬底的第一表面延伸到所述半导体衬底中的多个沟槽，每个沟槽均包括与宽部开放连通的窄部，所述宽部通过所述窄部与所述第一表面隔开，相邻沟槽的窄部通过所述半导体衬底的第一区域横向隔开，相邻沟槽的宽部通过所述半导体衬底的第二区域横向隔开，所述第二区域窄于所述第一区域，所述半导体衬底的所述第一区域和所述第二区域包括相同的半导体材料；以及

通过所述沟槽的窄部向所述沟槽的宽部引入氧化剂以氧化面向所述第一区域的所述窄部中的沟槽的侧壁并氧化面向所述第二区域的所述宽部中的沟槽的侧壁，所述宽部中的氧化的侧壁形成支持所述半导体衬底的所述第一区域的介电支持结构；

从所述窄部中的沟槽的侧壁去除氧化物；以及

在去除所述氧化物之后利用半导体材料封闭所述沟槽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述宽部中的沟槽的侧壁的氧化，使得所述第二区域在相邻沟槽之间被完全氧化，并且在所述第二区域被完全氧化之后，在相邻沟槽的宽部之间仅夹置所述介电支持结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述宽部中的沟槽的侧壁的氧化，使得所述第二区域在多个相邻沟槽之间仅被部分氧化，并且在所述第二区域被部分氧化之后，在所述多个相邻沟槽的宽部之间保留半导体区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其中封闭所述沟槽包括以下至少一种处理：收缩至少一个沟槽的窄部；以及在至少一个沟槽的窄部之上生长半导体层。

5.根据权利要求4所述的方法，

其中从所述窄部中的沟槽的侧壁去除所述氧化物包括：

用填充材料来填充所述沟槽；

从对所述填充材料有选择性的至少一些沟槽的窄部的侧壁蚀刻所述氧化物；和

在蚀刻到达相邻沟槽的宽部之间的所述介电支持结构之前停止所述氧化物的蚀刻。

6.根据权利要求5所述的方法，其中利用半导体材料封闭所述沟槽包括：通过在氢环境下退火所述半导体衬底来收缩至少一些沟槽的窄部。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：通过在通孔区域中加宽至少一个沟槽的窄部来防止至少一个沟槽的窄部完全聚集，使得在退火之后，该窄部保持与所述通孔区域中的所述宽部开放连通。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在退火期间防止至少一个沟槽的窄部完全封闭；以及

在退火期间完全封闭其他多个沟槽的窄部，

其中防止至少一个沟槽的窄部完全封闭包括：在封闭沟槽之前用材料覆盖所述至少一个沟槽的窄部，所述材料被配置为防止所述至少一个沟槽中的氧化物在其他多个沟槽中的氧化物的蚀刻期间被蚀刻。

9.根据权利要求1所述的方法，其中利用半导体材料封闭所述沟槽包括外延横向过生长工艺，其中在至少一些沟槽的窄部之上生长半导体材料。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

用导电材料填充至少一些沟槽以形成隐埋总线；

在所述衬底的所述第一表面处形成一个或多个半导体器件；以及

将所述一个或多个半导体器件电连接至所述隐埋总线。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过一个或多个沟槽包围所述半导体衬底的器件区域；

用导电材料或电绝缘材料填充包围所述器件区域的所述一个或多个沟槽，以使所述器件区域与所述半导体衬底的相邻区域电隔离；以及

在所述器件区域中形成一个或多个半导体器件。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

用导电材料对至少一些沟槽的宽部的侧壁加衬。