一种选择性刻蚀制备全隔离混合晶向SOI的方法

摘要

本发明公开了一种选择性刻蚀制备全隔离混合晶向SOI的方法，以及基于该方法的CMOS集成电路制备方法。本发明提出的制备方法，采用SiGe层作为第一晶向外延的虚拟衬底层，从而可以形成第一晶向的顶层应变硅；采用从窗口直接外延覆盖至第一硬掩膜表面的Si作为连接窗口内第一晶向的应变硅与窗口外顶层硅的支撑，从而可去除第一晶向顶层应变硅下方的SiGe层，填充绝缘材料形成绝缘埋层，且还可以防止顶层硅有应变存在时的应变弛豫。该方法形成的顶层硅和绝缘埋层厚度均匀、可控，窗口内形成的应变硅与窗口外的顶层硅具有不同晶向，可分别为NMOS及PMOS提供更高的迁移率，从而提升了CMOS集成电路的性能。

主权项

一种选择性刻蚀制备全隔离混合晶向SOI的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提供一片SOI衬底，所述SOI衬底包括第一晶向的底层硅、位于所述底层硅之上的绝缘埋层以及位于所述绝缘埋层之上的第二晶向的顶层硅；步骤二、在所述SOI衬底上形成第一硬掩膜，再刻蚀出窗口，所述窗口使部分底层硅暴露，然后在所述窗口的四周侧壁形成侧墙隔离结构；步骤三、在形成有侧墙隔离结构的窗口内外延第一晶向的SiGe层，然后在所述SiGe层上继续外延第一晶向的顶层硅，并使该第一晶向的顶层硅外延延伸出窗口并覆盖第一硬掩膜的表面；步骤四、从所述窗口任意相对两侧的位置上方向下刻蚀，形成沟槽，去除部分第一晶向的顶层硅和所述窗口的部分侧墙隔离结构，露出部分底层硅，然后采用选择性腐蚀工艺通过该沟槽去除所述SiGe层，使窗口内的第一晶向的顶层硅下方悬空；步骤五、通过所述沟槽填充绝缘材料，在窗口内的第一晶向的顶层硅下方和沟槽处形成第二绝缘埋层，然后进行化学机械抛光至第一硬掩膜表面停止，以去除第一硬掩膜之上多余的绝缘材料和第一晶向的顶层硅；步骤六、去除在窗口内第一晶向的顶层硅四周剩余的侧墙隔离结构和绝缘材料，并在所述第一晶向的顶层硅四周制作浅沟槽隔离结构，最终得到全隔离混合晶向SOI衬底。