半导体衬底及其形成方法与流程

本发明涉及集成电路制造，尤其涉及一种半导体衬底及其形成方法。

背景技术：

1、soi(silicon-on-insulator，绝缘体上硅)结构通常包括底层硅、位于所述底层硅上方的埋氧化层以及位于所述埋氧化层上方的顶层硅，所述埋氧化层用于隔离所述顶层硅与所述底层硅。当前在单晶硅中形成soi结构的方法是simox(separation by implantedoxygen，注氧隔离)技术，即将一定能量和剂量的氧离子注入到单晶硅中，通过后续长时间的高温处理过程消除氧离子注入造成的晶格损伤，同时在单晶硅内部形成连续分布的埋氧化层。

2、当前形成的soi结构中顶层硅与底层硅之间的埋氧化层是连续分布的，但是，随着技术研究的探索和深入，以及半导体行业的不断发展，目前的需求不仅是局限于连续的埋氧化层，而逐渐追求晶体内部的局部区域形成埋氧化层。然而，当前并没有有效的方法来在单晶硅内的局部区域形成埋氧化层，从而限制了soi结构应用领域的扩展。

3、因此，如何在单晶硅内的局部区域形成埋氧化层，从而在半导体衬底内的局部区域形成soi结构，以实现soi结构应用领域的扩展，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种半导体衬底及其形成方法，用于在单晶硅内的局部区域形成埋氧化层，从而在半导体衬底内的局部区域形成soi结构，以实现soi结构应用领域的扩展。

2、根据一些实施例，本发明提供了一种半导体衬底的形成方法，包括如下步骤：

3、提供初始单晶硅衬底，所述初始单晶硅衬底包括相对分布的正面和背面；

4、形成图案化的阻挡层于所述初始单晶硅衬底的正面上，所述阻挡层中具有暴露所述初始单晶硅衬底的正面的沟槽；

5、沿所述初始单晶硅衬底的正面注入氧离子至所述初始单晶硅衬底内，于所述初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层，所述埋氧化层、所述埋氧化层正上方的所述初始单晶硅衬底和所述埋氧化层正下方的所述初始单晶硅衬底共同作为soi结构。

6、在一些实施例中，形成图案化的阻挡层于所述初始单晶硅衬底的正面上，所述阻挡层中具有暴露所述初始单晶硅衬底的正面的沟槽的具体步骤包括：

7、沉积阻挡材料于所述初始单晶硅衬底的正面上，形成所述阻挡层；

8、刻蚀所述阻挡层，形成沿第一方向贯穿所述阻挡层并暴露所述初始单晶硅衬底的正面的所述沟槽，所述第一方向与所述初始单晶硅衬底的正面垂直。

9、在一些实施例中，刻蚀所述阻挡层，形成沿第一方向贯穿所述阻挡层并暴露所述初始单晶硅衬底的正面的所述沟槽的具体步骤包括：

10、刻蚀所述阻挡层，形成沿第二方向间隔排布的多个所述沟槽，所述第二方向与所述初始单晶硅衬底的正面平行。

11、在一些实施例中，多个所述沟槽沿所述第二方向的宽度均相同；或者，

12、至少两个所述沟槽沿所述第二方向的宽度不同。

13、在一些实施例中，任意相邻的两个所述沟槽之间的间距相等；或者，

14、任意相邻的两个所述沟槽之间具有一间距，且多个所述沟槽之间至少存在两个数值不同的间距。

15、在一些实施例中，所述阻挡层的材料为氧化硅、氮化硅中的任意一种或者二者的组合。

16、在一些实施例中，沿所述初始单晶硅衬底的正面注入氧离子至所述初始单晶硅衬底内，于所述初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层的具体步骤包括：

17、沿第一方向注入氧离子至所述初始单晶硅衬底内，所述第一方向与所述初始单晶硅衬底的正面垂直；

18、对所述初始单晶硅衬底进行热处理，于所述初始单晶硅衬底内与所述沟槽对应的位置形成埋氧化层。

19、根据另一些实施例，本发明还提供了一种半导体衬底，包括：

20、单晶硅本体，所述单晶硅本体包括相对分布的正面和背面；

21、至少一个soi结构，位于所述单晶硅本体内，所述soi结构包括底层硅、沿第一方向位于所述底层硅上方的埋氧化层以及沿所述第一方向位于所述埋氧化层上方的顶层硅，所述底层硅背离所述埋氧化层的表面与所述单晶硅本体的背面平齐，所述顶层硅背离所述埋氧化层的表面与所述单晶硅本体的正面平齐，所述第一方向与所述单晶硅本体的正面垂直。

22、在一些实施例中，所述单晶硅本体内具有多个所述soi结构，且多个所述soi结构至少沿第二方向间隔排布，所述第二方向与所述单晶硅本体的正面平行。

23、在一些实施例中，多个所述soi结构沿所述第二方向的宽度相同；或者，

24、至少存在两个所述soi结构沿所述第二方向的宽度不同。

25、本发明提供的半导体衬底及其形成方法，通过形成图案化的阻挡层于初始单晶硅衬底的正面上，所述阻挡层中具有暴露所述初始单晶硅衬底的正面的沟槽，由于所述阻挡层的阻挡作用，氧离子仅能沿所述沟槽注入到所述初始单晶硅衬底内，从而使得仅在所述初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层，即所述埋氧化层并不是连续分布于整个所述初始单晶硅衬底内，进而使得soi结构仅存在于所述初始单晶硅衬底内的局部区域，以满足不同结构和功能的半导体器件的制造需求，扩展具有soi结构的半导体衬底的应用领域。而且，本发明形成局部soi结构的方法工艺简单，从而有助于降低半导体衬底的制造成本，并提高半导体衬底的制造效率。

技术特征：

1.一种半导体衬底的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，形成图案化的阻挡层于所述初始单晶硅衬底的正面上，所述阻挡层中具有暴露所述初始单晶硅衬底的正面的沟槽的具体步骤包括：

3.根据权利要求2所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，刻蚀所述阻挡层，形成沿第一方向贯穿所述阻挡层并暴露所述初始单晶硅衬底的正面的所述沟槽的具体步骤包括：

4.根据权利要求3所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，多个所述沟槽沿所述第二方向的宽度均相同；或者，

5.根据权利要求3所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，任意相邻的两个所述沟槽之间的间距相等；或者，

6.根据权利要求1所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料为氧化硅、氮化硅中的任意一种或者二者的组合。

7.根据权利要求1所述的半导体衬底的形成方法，其特征在于，沿所述初始单晶硅衬底的正面注入氧离子至所述初始单晶硅衬底内，于所述初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层的具体步骤包括：

8.一种半导体衬底，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的半导体衬底，其特征在于，所述单晶硅本体内具有多个所述soi结构，且多个所述soi结构至少沿第二方向间隔排布，所述第二方向与所述单晶硅本体的正面平行。

10.根据权利要求9所述的半导体衬底，其特征在于，多个所述soi结构沿所述第二方向的宽度相同；或者，

技术总结本发明涉及一种半导体衬底及其形成方法。所述半导体衬底的形成方法包括如下步骤：提供初始单晶硅衬底，所述初始单晶硅衬底包括相对分布的正面和背面；形成图案化的阻挡层于所述初始单晶硅衬底的正面上，所述阻挡层中具有暴露所述初始单晶硅衬底的正面的沟槽；沿所述初始单晶硅衬底的正面注入氧离子至所述初始单晶硅衬底内，于所述初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层，所述埋氧化层、所述埋氧化层正上方的所述初始单晶硅衬底和所述埋氧化层正下方的所述初始单晶硅衬底共同作为SOI结构。本发明使得仅在初始单晶硅衬底内的局部区域形成埋氧化层，以满足不同结构和功能的半导体器件的制造需求。技术研发人员：汪聪颖,李炜,倪志娇,刘燕,陈国兴受保护的技术使用者：上海新傲科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2