[发明专利]多层SOI衬底的制造方法及多层SOI衬底

权利要求书

1.一种多层SOI衬底的制造方法，包括：

(a)准备包括单晶硅衬底、形成于单晶硅衬底上的氧化层、形成于氧化层上的多个第1绝缘图案及第1单晶硅外延层的SOI衬底的步骤；

(b)在SOI衬底上形成绝缘层的步骤；

(c)在绝缘层上形成多个第2绝缘图案及第2单晶硅外延层的步骤。

2.如权利要求1所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，步骤(a)包括：

(a1)在第1单晶硅衬底的一面上形成硅剥离层的步骤；(a2)在硅剥离层上形成第1-1单晶硅外延层的步骤；

(a3)在第1-1单晶硅外延层的一面上形成多个第1绝缘图案的步骤；

(a4)在第1-1单晶硅外延层和第1绝缘图案上形成第1-2单晶硅外延层的步骤；

(a5)对第1-2单晶硅外延层的一面进行平坦化的步骤；

(a6)接合第1单晶硅衬底与表面上形成有氧化层的第2单晶硅衬底的步骤；

(a7)通过向硅剥离层施加能量来分离并去除第1单晶硅衬底的步骤；

(a8)从第1-1单晶硅外延层的另一面向一面方向缩减厚度的同时进行去除的步骤。

3.如权利要求2所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，在步骤(a5)中，将第1-2单晶硅外延层的厚度缩减至形成有第1绝缘图案的部分的同时进行平坦化。

4.如权利要求1所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，第1绝缘图案和第2绝缘图案至少为氧化硅、氮化硅中的任意一种材料。

5.如权利要求2所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，步骤(a5)的平坦化将通过H₂退火、Ar退火或者CMP方法执行。

6.如权利要求2所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，步骤(a7)是通过利用水冲方法或者机械冲击方法施加能量来切断硅剥离层，从而分离并去除第1单晶硅衬底的步骤。

7.如权利要求2所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，在步骤(a8)中，厚度缩减至形成有第1绝缘图案的部分。

8.如权利要求3或7所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，第1绝缘图案起到厚度缩减阻挡物的作用。

9.如权利要求1所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，步骤(c)包括：

(c1)准备包括第3单晶硅衬底、形成于第3单晶硅衬底上的硅剥离层、形成于硅剥离层上的第2-1单晶硅外延层、形成于第2-1单晶硅外延层上的多个第2绝缘图案及第2-2单晶硅外延层的转印衬底的步骤；

(c2)接合第2-2单晶硅外延层与形成有绝缘层的SOI衬底的步骤；

(c3)通过向硅剥离层施加能量来分离并去除第3单晶硅衬底的步骤；

(c4)从第2-1单晶硅外延层的另一面向一面方向缩减厚度的同时进行去除的步骤。

10.如权利要求2所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，在步骤(a4)中，将厚度缩减至形成有第2绝缘图案的部分。

11.如权利要求1所述的多层SOI衬底的制造方法，其中，反复执行步骤(b)和步骤(c)。

12.一种多层SOI衬底，包括：

单晶硅衬底；

形成于单晶硅衬底上的氧化层；

形成于氧化层上的多个第1绝缘图案及第1单晶硅外延层；

形成于多个第1绝缘图案及第1单晶硅外延层上的绝缘层；以及

形成于绝缘层上的多个第2绝缘图案及第2单晶硅外延层。

13.如权利要求12所述的多层SOI衬底，其中，多次反复层压绝缘层、多个第2绝缘图案及第2单晶硅外延层。