[发明专利]SOI衬底及其制造方法和半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种SOI衬底，该SOI衬底包括绝缘性底层和在其上外延生长的晶体硅层，且该绝缘性底层是单晶氧化物衬底、或是在硅衬底上层叠晶体氧化物层或氟化物层而得到的衬底，其特征在于：

所述晶体硅层的缺陷密度为≤4×10⁸个/cm²，且该晶体硅层的表面粗糙度为0.05～4nm。

2.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的缺陷密度在整个深度方向上为≤4×10⁸个/cm²。

3.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的缺陷密度为≤1×10⁷个/cm²。

4.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的缺陷密度，在整个深度方向上为≤1×10⁷个/cm²。

5.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的与衬底表面平行地生长的(004)晶面在X射线衍射谱线上的半高宽为100～1000arcsec。

6.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的与衬底表面垂直的硅(100)面的晶格常数为5.41～5.44埃。

7.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的与衬底表面平行的硅(001)面的晶格常数为5.41～5.44埃。

8.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述晶体硅层的与衬底表面平行的硅(001)面的晶格常数和与衬底表面垂直的硅(100)面的晶格常数之比值，为0.995～1.005。

9.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：用X射线衍射测定时，所述晶体硅层的220反射和与衬底表面平行的004反射的强度的比值为≤0.1。

10.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述绝缘性底层是所述单晶氧化物衬底，所述单晶氧化物衬底是蓝宝石衬底。

11.如权利要求1所述的SOI衬底，其特征在于：所述绝缘性底层是在硅衬底上层叠晶体氧化物层或氟化物层而得到的衬底，所述氧化物层是α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃、MgO·Al₂O₃、CeO₂、SrTiO₃、(Zr_1-x，Y_x)O_y、Pb(Zr，Ti)O₃、LiTaO₃、LiNbO₃中的任一个，所述氟化物层包括CaF₂。

12.一种在绝缘性底层上形成缺陷密度低的硅层的SOI衬底的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

(a)在所述绝缘性底层上形成硅层的工序；

(b)在氧化性气氛中对所述硅层热处理，使该硅层的表面侧的一部分氧化的工序；以及

(c)通过蚀刻将所述(b)步骤中形成的硅氧化物薄膜去除的工序。

13.一种在绝缘性底层上形成缺陷密度低的硅层的SOI衬底的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

(a)在所述绝缘性底层上形成第一硅层的工序；

(b)在氧化性气氛中对所述第一硅层热处理，使该第一硅层的表面侧的一部分氧化的工序；

(c)通过蚀刻将所述(b)步骤中形成的硅氧化物薄膜去除的工序；以及

(d)在残留的第一硅层上外延生长第二硅层的工序。

14.如权利要求13所述的制造SOI衬底的方法，其特征在于：当在所述(d)工序中形成的硅层和在所述(a)工序中形成的第一硅层不能分辨时，反复进行所述(b)～(d)的各工序两次以上。

15.如权利要求12～14中任一项所述的制造SOI衬底的方法，其特征在于：所述氧化性气氛包含氧气和氢气的混合气体或水蒸汽。