专利名称：Soi基片的制造方法
技术领域：
本发明涉及SOI基片的制造方法，特别涉及在SOI基片上有均匀地形成元件的硅层的SOI基片的制造方法。
通常，CMOS晶体管的制造工艺中，为了确保在大面积上的元件分隔及防止CMOS晶体管的闭锁现象，要形成元件分隔。此时，增加了分隔区就减少芯片区，从而成为阻碍高集成度化的因素。
为解决这种问题，提出了SOI技术。
作为完全的元件分隔结构，在硅支撑基片与器件用硅基片之间设置预定厚度的埋置绝缘膜的夹层SOI基片，防止CMOS晶体管的闭锁现象，实现器件的高速动作。
形成SOI基片的方法之一是向硅片注入氧离子的SIMOX(由注入的氧形成分离)技术。可是，因这种SIMOX技术的离子注入氧的工艺中有下列缺点，即器件形成面上易发生错位，不能正确地调节形成器件的膜厚，因而产生较大泄漏电流。
以往，有BESOI(粘接和反向腐蚀SOI)技术，即在将至少有一片形成了绝缘膜的两片硅基片粘接后，反向腐蚀器件用硅基片、形成制备器件的硅层。
如图3A所示，现有BESOI技术中，制备由硅组成的器件用硅基片1和支撑基片2。在器件用硅基片1或支撑基片2相对之任一面上通过氧化形成埋置绝缘层3。
如图3B所示，对器件用硅基片1和支撑基片2，在埋置氧化膜3之间进行熔融粘接。
用研磨抛光除去大部分器件用硅基片1之后，进行高精度的化学、机械研磨，形成硅器件层1A。然后，如图3C所示，形成限定硅器件层1A的有源区的元件分隔膜4，从而形成SOI基片100。
可是，如上所述，为形成硅器件层1A，进行化学、机械研磨时，还存在下列问题，即难以正确地控制研磨防止点，硅器件层1A的厚度不均匀，从而降低合格率。
图4示出以往解决该类问题的其它BESOI方法。如图4A所示，例如，用外延生长法依序在器件用硅基片11上形成掺有高浓度杂质的蚀刻阻止膜14、形成器件的硅器件层15。
如图4B所示，粘接器件用硅基片11和形成埋置绝缘层13的支撑基片12。然后，用研磨及抛光工艺除去器件基片11，残留约20～50μm，用选择的化学、机械研磨除去残留的硅基片11和蚀刻阻止膜，形成一定厚度的硅器件层15。如图4C所示，形成限定有源区的场氧化膜16，从而形成SOI基片。
然而，上述方法虽然能够提高形成一定厚度的硅器件层15的合格率，但由于采用了分别形成蚀刻阻止膜14和硅器件层15的工艺，因而具有增加工序的缺点。
因此，本发明的主要目的是提供一种有一定厚度的硅器件层的SOI基片的制造方法。
本发明的其它目的是提供勿需增加附加工序，就能够提高形成有一定厚度的硅器件层的合格率的SOI基片的制造方法。
为实现上述目的，按照本发明，SOI基片的制造方法包括下列步骤配备器件用硅基片和支撑基片；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；在上述支撑基片上形成第二埋置氧化膜；粘接器件用硅基片和支撑基片，使所述第一和第二埋置氧化膜表面接触；蚀刻上述器件用硅基片，形成硅器件层。
此外，按照本发明实施例，在上述器件用硅基片预定部分上形成元件分隔膜的步骤包括下列步骤形成光刻胶图形，使器件用硅基片上的预定元件分隔区域露出；腐蚀上述露出的硅基片预定深度，形成槽；除去上述光刻胶图形；在上述器件用硅基片上形成可填充槽的厚度的氧化膜；反向腐蚀上述氧化膜，在槽内形成元件分隔膜。
此外，按本发明实施例，研磨抛光上述器件用硅基片之后，进行化学、机械研磨，直到露出元件分隔膜，形成上述硅器件。
按本发明另一个实施例，研磨、抛光上述器件用硅基片之后，进行反向腐蚀，直到露出元件分隔膜，形成上述硅器件层。
图1A-1D是本发明一实施例SOI基片的制造方法的剖面图；图2A-2C是按本发明另一实施例的SOI基片的制造方法的剖面图；图3A-3C是按通常的BESOI技术的SOI基片制造方法的剖面图；图4A-4C是按其它方法的SOI基片制造方法的剖面图。
下面，参照附图详细说明本发明最佳实施例。
参见图1A，制备器件用硅基片20和支撑基片25，在器件用硅基片20上依序层叠衬垫氧化膜21和氮化硅膜22。使衬垫氧化膜21和氮化硅膜22构图，露出器件用硅基片20的预定元件隔离区。
参见图1B，用热氧化，在露出的器件用硅基片20上形成场氧化膜23，除去衬垫氧化膜21和氮化硅膜22。其中，在器件用硅基片20上氧化的深度约为0.1～0.5m。
参见图1C，在器件用硅基片20和支撑基片25上部形成预定厚度的埋置氧化膜24A、24B，其中，也可只在器件用硅基片20或支撑基片25上形成埋置氧化膜24A、24B。这时，由于场氧化膜23，在器件用硅基片20上形成的埋置氧化膜24A有拓扑图形。为除去该拓扑图形，化学、机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，参见图1D，粘接器件用硅基片20和支撑基片25，使埋置氧化膜24A、24B接触。为使器件用硅基片20有预定厚度，对其研磨、抛光。然后，用场氧化膜23作蚀刻阻止膜，化学、机械地研磨残余的器件用硅基片20，露出场氧化膜23表面，形成有一定厚度的硅器件层20A。
勿需其它的形成蚀刻阻止膜的步骤，通过用场氧化膜作蚀刻阻止膜形成硅器件层，在不附加工艺步骤的情况下制备有一定厚度的硅器件层，可形成SOI基片300。
图2A-2C是用于说明本发明其它实施例的图，参照图2A，制备器件用硅基片30和支撑基片35。为了形成沟槽T，在器件用硅基片30上形成光刻胶图形(图中未示出)，露出预定的元件分隔区。
用该光刻胶图形，通过各向异性腐蚀法，在器件用硅基片30上腐蚀预定深度，形成沟槽T。其中，调节形成器件的硅器件层厚度，使沟槽T的厚度为0.1～0.5μm较好。
然后，去除光刻胶图形。氧化膜31充分地填入沟槽T的厚度上，形成器件用硅基片30。
接着，如图2B所示，反向腐蚀氧化膜31，直到器件用硅基片30表面被暴露出，形成填在沟槽T内的沟槽元件分隔膜31B。然后，通过热氧化在器件用硅基片30和/或支撑基片35上形成埋置氧化膜。
如图2C所示，用公知的方法，粘接器件用硅基片20和支撑基片25，使埋置氧化膜32A、32B接触。接着，研磨抛光器件用硅基片30，残留预定厚度以后，用化学、机械研磨直到露出沟槽元件分隔膜31B表面，形成厚度均匀的硅器件层30A。因而，勿需增加工艺步骤，就可以提高形成一定厚度的硅器件层的合格率，形成SOI基片400。
上述实施例中，研磨抛光器件用硅基片之后，以化学、机械研磨方式形成平坦的、均匀厚度的硅器件层，但本发明即使用反向腐蚀法也能形成平坦的、均匀厚度的硅器件层。
以上，对本发明的特定实施例进行了说明，但本领域的技术人员可对其进行各种变化，而不会脱离本申请文本所记载的权利要求的范围。
所以，按照本发明，因在粘接工艺步骤之前形成元件分隔膜、用该元件分隔膜作蚀刻阻止膜、蚀刻器件基片形成硅器件层，因而勿需其它蚀刻阻止膜的形成工艺步骤，就能够形成厚度均匀的硅器件层。
权利要求
1.一种SOI基片的制造方法，其特征在于包括下列步骤配置器件用硅基片和支撑基片；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；在所述支撑基片上形成第二埋置氧化膜；为使所述第一和第二埋置氧化膜表面接触，粘接器件用硅基片与支撑基片；蚀刻所述器件用硅基片，形成硅器件层
2.如权利要求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预定部分上形成元件分隔膜的步骤还包括在器件用硅基片上层叠衬垫氧化膜、氮化硅膜的步骤；除去预定部分的氮化硅膜和衬垫氧化膜，露出所述预定的元件分隔区的步骤；使露出的器件用硅基片氧化，形成场氧化膜的步骤。
3.如权利要求2所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，在所述氧化工艺中根据器件用硅基片的氧化深度调节所述硅器件层的厚度。
4.如权利要求3的所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，向器件用硅基片内氧化的深度为0.1～0.5μm，形成所述场氧化膜。
5.如权利要求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预定部分上形成元件分隔膜的步骤还包括为在器件用硅基片上露出预定的元件分隔区、形成光刻胶图形的步骤；腐蚀所述露出的硅基片至预定深度，形成槽的步骤；除去所述光刻胶图形的步骤；在所述器件用硅基片上形成可填平槽的厚度的氧化膜；反向腐蚀所述氧化膜形成在槽内的元件分隔膜的步骤。
6.如权利要求5所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，反向腐蚀所述氧化膜的步骤中，进行腐蚀直到使硅基片表面露出为止。
7.如权利要求5所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，根据槽的深度调节所述硅器件层的厚度。
8.如权利要求7所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，所述槽的深度为0.1～0.5μm。
9.如权利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，热氧化器件用硅基片和支撑基片、形成所述第一和第二埋置氧化膜。
10.如权利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，形成所述硅器件层的步骤中，元件分隔膜用作蚀刻阻止膜。
11.如权利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，研磨抛光所述器件用硅基片之后，化学、机械地研磨所述硅器件，直到露出元件分隔膜。
12.如权利要求1所述的SOI基片的制造方法，其特征在于，研磨抛光所述器件用硅基片之后，反向腐蚀所述硅器件层、直到露出元件分隔膜。
全文摘要
本发明提供一种有一定厚度的硅器件层的SOI基片的制造方法，该方法不增加工艺步骤，并能提高形成一定厚度的硅器件层的合格率，该方法包括下列步骤在器件用硅基片的预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/或支撑基片上形成埋置氧化膜，在埋置氧化膜之间粘接器件用硅基片和支撑基片，除去器件用硅基片，直到露出元件分隔膜，形成硅器件层。
文档编号H01L21/02GK1162836SQ9612393
公开日1997年10月22日 申请日期1996年12月30日 优先权日1995年12月30日
发明者金载甲 申请人:现代电子产业株式会社