绝缘体上硅晶片的制造方法

摘要

本发明公开一种利用注氧隔离技术技术、热内氧化技术制造绝缘体上硅晶片的生产工艺，其步骤包括：1.高温第一次注入氧离子，形成连续的氧离子富含层；2.低温下第二次注入氧离子，引入晶格缺陷层；3.在高温、高氧含量的氧氩气氛中进行热内氧化工艺，加速氧原子的内扩散；4.在低氧含量的氧氩气氛中进行高温退火，以修复缺陷，形成高质量的氧化硅绝缘埋层；5.在HF溶液中漂洗，去除表面氧化层，得到最终的SOI晶片。本发明通过引入晶格缺陷层，提高了氧原子在热内氧化过程中的扩散速度，增加了连续氧化物绝缘埋层的厚度，降低了埋层的针孔密度，从而提高了绝缘体上硅晶片的质量。

主权项

一种绝缘体上硅晶片的制造方法，其特征在于，它的步骤为：(1)高温、大剂量氧离子注入：在单晶硅片中注入氧离子，形成连续的氧离子富含层；注入能量60keV～220keV，注入温度400℃～750℃，注入剂量为0.2×1018cm‑2～1.8×1018cm‑2；(2)低温、小剂量氧离子注入：对经过步骤(1)所述高温、大剂量氧离子注入后的硅晶片进行低温氧离子注入，引入晶格缺陷层；注入温度为20℃～200℃，注入剂量为0.1×1015cm‑2～0.5×1016cm‑2；(3)将经过步骤(2)所述低温、小剂量氧离子注入后的硅晶片在高温、高含氧量的氧氩气氛中退火，进行热内氧化，形成表面氧化层；退火温度为1000℃～1320℃，所述氧氩气氛中氧含量为10at％～50at％；(4)对经所述热内氧化后的硅晶片进行高温退火，退火温度1330℃～1370℃，在氧含量为0.1at％～2at％的氧氩混合气氛或氧氮混合气氛中退火，修复晶格缺陷；(5)用HF溶液漂掉硅晶片表面氧化层，得到最终的SOI晶片。