[发明专利]绝缘隔离半导体器件及其制造方法

说明书

公开了一种绝缘隔离半导体器件及其制造方法。所述绝缘隔离半导体器件包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上的第一半导体层；位于所述第一半导体层上的第二半导体层；位于所述第二半导体层中的半导体岛；以及围绕所述半导体岛的底部和侧壁的第一绝缘隔离层，其中，所述第一绝缘隔离层包括由所述第一半导体层的一部分形成的在所述半导体岛的底部延伸的第一部分，以及由所述第二半导体层的一部分形成的在所述半导体岛的侧壁延伸的第二部分。所述绝缘隔离半导体器件无需使用SOI，从而可以降低制造成本。

技术领域

本发明涉及地半导体技术，更具体地，涉及绝缘隔离半导体器件(DielectricallyIsolated Semiconductor Device)及其制造方法。

背景技术

绝缘体上硅(SOI)包括半导体层和位于半导体层下方的绝缘层。该绝缘层可以是单晶硅衬底中的氧化物埋层。在绝缘体上硅(SOI)中形成的半导体器件包括晶体管和二极管等，其中，在SOI的半导体中形成半导体器件的有源区。进一步地，利用绝缘层实现半导体有源区的隔离，从而可以抑制半导体衬底的漏电流和相关的寄生电容等。基于SOI的半导体器件可以获得高速、低功耗和高可靠性等优点。例如，在应用于ESD时，二极管的瞬态响应速度是重要参数。由于可以减轻寄生电容，因此基于SOI的二极管可以工作于高速应用中。

绝缘隔离半导体器件利用绝缘层将半导体器件的有源区与邻近半导体器件相隔离，从而可以提高器件性能。现有的绝缘隔离半导体器件形成在SOI中，不仅包括有源区下方的绝缘层，而且包括围绕有源区周边形成的沟槽隔离以及在有源区上方形成的层间介质层。例如，全氧化物半导体器件的有源区大致由绝缘层完全包围，仅在层间介质层中形成导电通道到达掺杂区，从而提供半导体器件与外部电路的电连接路径。

由于难以直接在氧化层上外延生长单晶硅，因此，用于制造绝缘隔离半导体器件的工艺需要预先形成SOI，或者购买商品化的SOI晶片，然后在SOI的半导体层中形成半导体器件的有源区。已有的一种制造SOI的方法是将氧化层和单晶硅进行高温键合，从而形成单晶硅和氧化层的叠层作为SOI。由于复杂且高成本的SOI制造工艺，绝缘隔离半导体器件的制造成本也相应提高。

因此，期望进一步简化绝缘隔离半导体器件的制造工艺以降低其成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用半导体衬底制造的绝缘隔离半导体器件及其制造方法，无需预先制造SOI，从而可以降低制造成本。

根据本发明的一方面，提供一种绝缘隔离半导体器件，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上的第一半导体层；位于所述第一半导体层上的第二半导体层；位于所述第二半导体层中的半导体岛；以及围绕所述半导体岛的底部和侧壁的第一绝缘隔离层，其中，所述第一绝缘隔离层包括由所述第一半导体层的一部分形成的在所述半导体岛的底部延伸的第一部分，以及由所述第二半导体层的一部分形成的在所述半导体岛的侧壁延伸的第二部分。

优选地，所述绝缘隔离半导体器件还包括位于所述半导体衬底中的半导体埋层，所述半导体衬底位于所述半导体埋层上方的部分形成所述第一半导体层。

优选地，所述半导体埋层包括开口，并且所述第一绝缘隔离层延伸进入所述开口。

优选地，所述绝缘隔离半导体器件还包括位于所述第二半导体层上的第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述半导体岛的表面，以及经由所述第二绝缘层到达所述半导体岛的导电通道。

优选地，所述半导体埋层位于所述半导体衬底表面下方深度大于2微米的位置。

优选地，所述第一绝缘层的厚度不超过2微米。

优选地，所述半导体衬底和所述第一半导体层为第一掺杂类型，所述半导体掩埋层、所述第二半导体层和所述半导体岛为与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型。