绝缘体上单晶硅(SOI)材料的制造方法

摘要

本发明公开了一种采用SIMOX技术制造SOI材料的方法。通过在传统的注氧隔离制造工艺中引入离子注入非晶化处理，使得非晶化区域内的各种原子在退火时产生很强的增强扩散效应，从而制造出顶部硅层中的穿通位错等晶体缺陷和二氧化硅埋层中的硅岛和针孔等硅分凝产物得以消除的高品质的SOI材料。本发明还公开了一种将离子注入非晶化处理应用到采用注氮隔离或注入氮氧隔离技术中制造SOI材料的方法，使得氮化硅埋层或者氮氧化硅埋层是非晶层，顶部硅层是和氮化硅埋层或者氮氧化硅埋层的界面具有原子级陡峭的单晶硅层。

主权项

1、一种采用注氧隔离技术在具有主表面的硅衬底中形成绝缘体上单晶硅(SOI)材料的方法，其特征在于该方法包括：(1)第一次离子注入过程：将氧离子以第一剂量和第一能量通过所述主表面注入到温度被控制在第一温度的硅衬底中；(2)第二次离子注入过程：将第二种离子以第二剂量和第二能量通过上述主表面注入到温度在100℃以下的上述硅衬底中，以能够使所述主表面以下，包括经步骤(3)退火后将形成的大部分的顶部硅层和全部的隐埋氧化硅层在内的一个区域非晶化，并且能够保持所述硅衬底的主表面的原有结构；(3)将经过以上步骤的硅衬底在一退火温度下进行退火，使第一次注入的氧离子和硅结合形成隐埋的氧化硅层，和形成被隐埋的氧化硅层所隔离的包含所述主表面的顶部硅层。