[发明专利]一种SOI基底及SOI基底的形成方法

说明书

公开了一种SOI基底及SOI基底的形成方法。该SOI基底包括底层硅、位于所述底层硅上的埋氧层、位于所述埋氧层上的顶层硅，所述埋氧层包括至少一个顶部开口的槽，所述槽底部的埋氧层厚度大于等于零，小于设定值；所述槽中填充有导热材料，且所述导热材料与所述顶层硅绝缘设置。本发明在埋氧层中引入具有高热导率的导热材料，促进了埋氧层的热传导，解决了SOI结构的自加热问题，因此本发明的SOI基底具有更好的散热性能。

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺领域，更具体地，涉及一种SOI基底及SOI基底的形成方法。

背景技术

SOI结构可以是绝缘衬底加顶层单晶硅层的双层，也可以是绝缘薄层为中间层的三明治结构。在进行器件制作时，仅使用顶层的薄硅层来作为器件制作层，即形成源、漏、沟道区等结构。衬底仅起支撑作用，三明治结构中埋层器件制作层与衬底在电学上隔离开，从而减少了衬底对器件性能的影响。

现有技术中，通常采用结合了离子注入和键合的双重优势的Smartcut工艺来制备SOI基底。其步骤如图1所示，第一步是在室温的环境下使一硅片B 20热氧化，并注入一定剂量氢离子(H⁺)，第二步是常温下与另一非氧化的硅片A 10进行键合，第三步是低温退火使注入氢离子形成气泡令硅片B 20剥离，后高温退火增强硅片A 10和硅片B 20的键合力度，第四步是使硅片表面平坦化。

常规的SOI结构是以氧化硅作为绝缘氧化埋层，其热传导效率低，会导致基于该结构的功率器件产生自加热效应，造成器件的饱和驱动电流下降，跨导畸变以及载流子的负微分迁移率等效应，使得SOI技术的应用受到一定的限制。因此，有必要提出一种能够提高SOI结构散热性能的方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了解决SOI结构的自加热问题，提高SOI结构的散热性能，本发明提出了一种SOI基底及其形成方法。

根据本发明的第一方面，提出一种SOI基底，包括底层硅、位于所述底层硅上的埋氧层、位于所述埋氧层上的顶层硅，其中，所述埋氧层包括至少一个顶部开口的槽，所述槽底部的埋氧层厚度大于等于零，小于设定值；

所述槽中填充有导热材料，且所述导热材料与所述顶层硅绝缘设置。

可选地，所述导热材料为绝缘导热材料。

可选地，所述绝缘导热材料为AlN。

可选地，所述导热材料为非绝缘导热材料，在所述埋氧层和所述顶层硅之间还具有绝缘导热层。

可选地，所述非绝缘导热材料为石墨烯粉体，或石墨薄膜。

可选地，所述绝缘导热层为AlN层，厚度为50-200nm。

可选地，所述槽为贯穿所述埋氧层的通孔，所述埋氧层中具有多个呈阵列排布的所述通孔。

可选地，所述槽为贯穿所述埋氧层的长条形槽，所述埋氧层中具有多条平行设置的所述长条形槽。

根据本发明的另一方面，提出一种SOI基底的形成方法，包括：

提供第一硅衬底，在所述第一硅衬底上表面形成第一介质层；

在所述第一介质层中形成至少一个顶部开口的槽，所述槽底部的第一介质层厚度大于等于零，小于设定值；

在所述槽中填充导热材料；

提供第二硅衬底，在所述第二硅衬底中形成有氢注入层；