專利名稱：Soi基片的制造方法
技術領域：
本發明涉及SOI基片的制造方法，特別涉及在SOI基片上有均勻地形成元件的硅層的SOI基片的制造方法。
通常，CMOS晶體管的制造工藝中，為了確保在大面積上的元件分隔及防止CMOS晶體管的閉鎖現象，要形成元件分隔。此時，增加了分隔區就減少芯片區，從而成為阻礙高集成度化的因素。
為解決這種問題，提出了SOI技術。
作為完全的元件分隔結構，在硅支撐基片與器件用硅基片之間設置預定厚度的埋置絕緣膜的夾層SOI基片，防止CMOS晶體管的閉鎖現象，實現器件的高速動作。
形成SOI基片的方法之一是向硅片注入氧離子的SIMOX(由注入的氧形成分離)技術。可是，因這種SIMOX技術的離子注入氧的工藝中有下列缺點，即器件形成面上易發生錯位，不能正確地調節形成器件的膜厚，因而產生較大泄漏電流。
以往，有BESOI(粘接和反向腐蝕SOI)技術，即在將至少有一片形成了絕緣膜的兩片硅基片粘接后，反向腐蝕器件用硅基片、形成制備器件的硅層。
如圖3A所示，現有BESOI技術中，制備由硅組成的器件用硅基片1和支撐基片2。在器件用硅基片1或支撐基片2相對之任一面上通過氧化形成埋置絕緣層3。
如圖3B所示，對器件用硅基片1和支撐基片2，在埋置氧化膜3之間進行熔融粘接。
用研磨拋光除去大部分器件用硅基片1之后，進行高精度的化學、機械研磨，形成硅器件層1A。然后，如圖3C所示，形成限定硅器件層1A的有源區的元件分隔膜4，從而形成SOI基片100。
可是，如上所述，為形成硅器件層1A，進行化學、機械研磨時，還存在下列問題，即難以正確地控制研磨防止點，硅器件層1A的厚度不均勻，從而降低合格率。
圖4示出以往解決該類問題的其它BESOI方法。如圖4A所示，例如，用外延生長法依序在器件用硅基片11上形成摻有高濃度雜質的蝕刻阻止膜14、形成器件的硅器件層15。
如圖4B所示，粘接器件用硅基片11和形成埋置絕緣層13的支撐基片12。然后，用研磨及拋光工藝除去器件基片11，殘留約20～50μm，用選擇的化學、機械研磨除去殘留的硅基片11和蝕刻阻止膜，形成一定厚度的硅器件層15。如圖4C所示，形成限定有源區的場氧化膜16，從而形成SOI基片。
然而，上述方法雖然能夠提高形成一定厚度的硅器件層15的合格率，但由于采用了分別形成蝕刻阻止膜14和硅器件層15的工藝，因而具有增加工序的缺點。
因此，本發明的主要目的是提供一種有一定厚度的硅器件層的SOI基片的制造方法。
本發明的其它目的是提供勿需增加附加工序，就能夠提高形成有一定厚度的硅器件層的合格率的SOI基片的制造方法。
為實現上述目的，按照本發明，SOI基片的制造方法包括下列步驟配備器件用硅基片和支撐基片；在上述器件用硅基片上形成元件分隔膜；在形成上述元件分隔膜的器件用硅基片上部形成第一埋置氧化膜；在上述支撐基片上形成第二埋置氧化膜；粘接器件用硅基片和支撐基片，使所述第一和第二埋置氧化膜表面接觸；蝕刻上述器件用硅基片，形成硅器件層。
此外，按照本發明實施例，在上述器件用硅基片預定部分上形成元件分隔膜的步驟包括下列步驟形成光刻膠圖形，使器件用硅基片上的預定元件分隔區域露出；腐蝕上述露出的硅基片預定深度，形成槽；除去上述光刻膠圖形；在上述器件用硅基片上形成可填充槽的厚度的氧化膜；反向腐蝕上述氧化膜，在槽內形成元件分隔膜。
此外，按本發明實施例，研磨拋光上述器件用硅基片之后，進行化學、機械研磨，直到露出元件分隔膜，形成上述硅器件。
按本發明另一個實施例，研磨、拋光上述器件用硅基片之后，進行反向腐蝕，直到露出元件分隔膜，形成上述硅器件層。
圖1A-1D是本發明一實施例SOI基片的制造方法的剖面圖；圖2A-2C是按本發明另一實施例的SOI基片的制造方法的剖面圖；圖3A-3C是按通常的BESOI技術的SOI基片制造方法的剖面圖；圖4A-4C是按其它方法的SOI基片制造方法的剖面圖。
下面，參照附圖詳細說明本發明最佳實施例。
參見圖1A，制備器件用硅基片20和支撐基片25，在器件用硅基片20上依序層疊襯墊氧化膜21和氮化硅膜22。使襯墊氧化膜21和氮化硅膜22構圖，露出器件用硅基片20的預定元件隔離區。
參見圖1B，用熱氧化，在露出的器件用硅基片20上形成場氧化膜23，除去襯墊氧化膜21和氮化硅膜22。其中，在器件用硅基片20上氧化的深度約為0.1～0.5m。
參見圖1C，在器件用硅基片20和支撐基片25上部形成預定厚度的埋置氧化膜24A、24B，其中，也可只在器件用硅基片20或支撐基片25上形成埋置氧化膜24A、24B。這時，由于場氧化膜23，在器件用硅基片20上形成的埋置氧化膜24A有拓撲圖形。為除去該拓撲圖形，化學、機械地研磨埋置氧化膜24A，使器件用硅基片23具有平坦的表面。
然后，參見圖1D，粘接器件用硅基片20和支撐基片25，使埋置氧化膜24A、24B接觸。為使器件用硅基片20有預定厚度，對其研磨、拋光。然后，用場氧化膜23作蝕刻阻止膜，化學、機械地研磨殘余的器件用硅基片20，露出場氧化膜23表面，形成有一定厚度的硅器件層20A。
勿需其它的形成蝕刻阻止膜的步驟，通過用場氧化膜作蝕刻阻止膜形成硅器件層，在不附加工藝步驟的情況下制備有一定厚度的硅器件層，可形成SOI基片300。
圖2A-2C是用于說明本發明其它實施例的圖，參照圖2A，制備器件用硅基片30和支撐基片35。為了形成溝槽T，在器件用硅基片30上形成光刻膠圖形(圖中未示出)，露出預定的元件分隔區。
用該光刻膠圖形，通過各向異性腐蝕法，在器件用硅基片30上腐蝕預定深度，形成溝槽T。其中，調節形成器件的硅器件層厚度，使溝槽T的厚度為0.1～0.5μm較好。
然后，去除光刻膠圖形。氧化膜31充分地填入溝槽T的厚度上，形成器件用硅基片30。
接著，如圖2B所示，反向腐蝕氧化膜31，直到器件用硅基片30表面被暴露出，形成填在溝槽T內的溝槽元件分隔膜31B。然后，通過熱氧化在器件用硅基片30和/或支撐基片35上形成埋置氧化膜。
如圖2C所示，用公知的方法，粘接器件用硅基片20和支撐基片25，使埋置氧化膜32A、32B接觸。接著，研磨拋光器件用硅基片30，殘留預定厚度以后，用化學、機械研磨直到露出溝槽元件分隔膜31B表面，形成厚度均勻的硅器件層30A。因而，勿需增加工藝步驟，就可以提高形成一定厚度的硅器件層的合格率，形成SOI基片400。
上述實施例中，研磨拋光器件用硅基片之后，以化學、機械研磨方式形成平坦的、均勻厚度的硅器件層，但本發明即使用反向腐蝕法也能形成平坦的、均勻厚度的硅器件層。
以上，對本發明的特定實施例進行了說明，但本領域的技術人員可對其進行各種變化，而不會脫離本申請文本所記載的權利要求的范圍。
所以，按照本發明，因在粘接工藝步驟之前形成元件分隔膜、用該元件分隔膜作蝕刻阻止膜、蝕刻器件基片形成硅器件層，因而勿需其它蝕刻阻止膜的形成工藝步驟，就能夠形成厚度均勻的硅器件層。
權利要求
1.一種SOI基片的制造方法，其特征在于包括下列步驟配置器件用硅基片和支撐基片；在所述器件用硅基片上形成元件分隔膜；在形成所述元件分隔膜的器件用硅基片上形成第一埋置氧化膜；在所述支撐基片上形成第二埋置氧化膜；為使所述第一和第二埋置氧化膜表面接觸，粘接器件用硅基片與支撐基片；蝕刻所述器件用硅基片，形成硅器件層
2.如權利要求1所述的SOI基片制造方法，其特征在于，在所述器件用硅基片預定部分上形成元件分隔膜的步驟還包括在器件用硅基片上層疊襯墊氧化膜、氮化硅膜的步驟；除去預定部分的氮化硅膜和襯墊氧化膜，露出所述預定的元件分隔區的步驟；使露出的器件用硅基片氧化，形成場氧化膜的步驟。
3.如權利要求2所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，在所述氧化工藝中根據器件用硅基片的氧化深度調節所述硅器件層的厚度。
4.如權利要求3的所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，向器件用硅基片內氧化的深度為0.1～0.5μm，形成所述場氧化膜。
5.如權利要求1的所述的SOI的基片制造方法，其特征在于，在所述器件用硅基片預定部分上形成元件分隔膜的步驟還包括為在器件用硅基片上露出預定的元件分隔區、形成光刻膠圖形的步驟；腐蝕所述露出的硅基片至預定深度，形成槽的步驟；除去所述光刻膠圖形的步驟；在所述器件用硅基片上形成可填平槽的厚度的氧化膜；反向腐蝕所述氧化膜形成在槽內的元件分隔膜的步驟。
6.如權利要求5所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，反向腐蝕所述氧化膜的步驟中，進行腐蝕直到使硅基片表面露出為止。
7.如權利要求5所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，根據槽的深度調節所述硅器件層的厚度。
8.如權利要求7所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述槽的深度為0.1～0.5μm。
9.如權利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，熱氧化器件用硅基片和支撐基片、形成所述第一和第二埋置氧化膜。
10.如權利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，形成所述硅器件層的步驟中，元件分隔膜用作蝕刻阻止膜。
11.如權利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，研磨拋光所述器件用硅基片之后，化學、機械地研磨所述硅器件，直到露出元件分隔膜。
12.如權利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，研磨拋光所述器件用硅基片之后，反向腐蝕所述硅器件層、直到露出元件分隔膜。
全文摘要
本發明提供一種有一定厚度的硅器件層的SOI基片的制造方法，該方法不增加工藝步驟，并能提高形成一定厚度的硅器件層的合格率，該方法包括下列步驟在器件用硅基片的預定部分形成元件分隔膜，在形成元件分隔膜的器件用硅基片表面和/或支撐基片上形成埋置氧化膜，在埋置氧化膜之間粘接器件用硅基片和支撐基片，除去器件用硅基片，直到露出元件分隔膜，形成硅器件層。
文檔編號H01L21/02GK1162836SQ9612393
公開日1997年10月22日 申請日期1996年12月30日 優先權日1995年12月30日
發明者金載甲 申請人:現代電子產業株式會社