基于非晶化与尺度效应的AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si的制作方法

摘要

本发明公开了一种基于非晶化与尺度效应的AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si的制作方法。其实现步骤是：在清洗后的AlN埋绝缘层上Si晶圆顶层Si层上淀积SiO₂层；对顶层Si层进行离子注入形成非晶化层，并去除非晶化层上的SiO₂层；在顶层Si层上淀积张应力SiN薄膜或压应力SiN薄膜后将SiN薄膜膜刻蚀成单轴张应力SiN条状阵列或单轴压应力SiN条状阵列，并对该晶圆进行退火，使非晶化层重结晶，使AlN埋绝缘层发生塑性形变；刻蚀掉SiN条状阵列，得到AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si。本发明散热性好、应变量大，可用于制作AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si材料。

主权项

基于非晶化与尺度效应的AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si的制作方法，包括如下步骤：1)选取AlN埋绝缘层上Si晶圆进行清洗，该AlN埋绝缘层上Si晶圆包括顶层Si层、AlN埋绝缘层和Si衬底；2)在顶层Si层上通过等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积厚度为5nm～25nm的SiO₂层，以消除后续离子注入工艺的沟道效应；3)对顶层Si层进行离子注入，使顶层Ge层形成非晶化层；4)去除非晶化层上的SiO₂层；5)在顶层Si层上采用等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积‑1GPa以上的压应力SiN薄膜或1GPa以上的张应力SiN薄膜；6)使用光刻和反应离子刻蚀RIE工艺方法将张应力SiN薄膜或压应力SiN薄膜刻蚀成宽度和间距均为0.12μm～0.22μm的SiN条状阵列，以消除SiN条宽度方向的应力，得到单轴张应力SiN条状阵列或单轴压应力SiN条状阵列；7)对带有SiN条状阵列的AlN埋绝缘层上Si晶圆进行退火，进一步增强SiN条状阵列应力，并使非晶化层再结晶，同时使AlN埋绝缘层发生塑性形变，保证SiN条状阵列去除后顶层Si层的应力不消失；8)用湿法刻蚀去除掉SiN条状阵列，得到AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变Si材料。