[发明专利]使用高纯度离子喷淋制造SOI结构

权利要求书

1.一种形成SOI结构的方法，该方法包括以下步骤：

(I)提供施主基片，该基片包括具有第一施主外表面的半导体材料；

(II)使用通过电磁分离纯化的第一离子喷淋大面积离子束，将属于第一类物质的许多离子通过所述第一施主外表面注入在所述第一施主外表面下方一定深度的离子注入区中，使夹在所述离子注入区和第一施主外表面之间的材料薄膜，即“脱落膜”，的至少50纳米厚度部分的结构基本不受损害；以及

分开的独立于步骤(II)的以下步骤(III)：使用通过电磁分离纯化的第二离子喷淋大面积离子束，将属于第二类物质的许多离子通过所述第一施主外表面注入在所述第一施主外表面下方一定深度的离子注入区中，使所述脱落膜的至少50纳米厚度部分的结构基本不受损害，所述属于第二类物质的离子不同于所述属于第一类物质的离子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(II)中，所述脱落膜的至少100纳米厚度部分，一些实施方式中至少为150纳米厚度部分，一些实施方式中为至少200纳米厚度部分基本不受损害。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述脱落膜的未受损部分的厚度至少为所述脱落薄膜总厚度的50％，在一些实施方式中为至少60％，在一些实施方式中为至少80％，在一些实施方式中为至少90％。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(II)中，所述属于第一类物质的离子是选自下组的单一离子物质：H₃⁺，H⁺和H₂⁺；在步骤(III)中，所述属于第二类物质的离子是选自下组的单一离子物质：He⁺和He²⁺。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述属于第一类物质的离子基本上不含磷、硼、砷、碳、氧、氮、氟、氯和金属。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子注入区包括注入了所述属于第一类物质的离子的第一离子注入区和注入了所述属于第二类物质的离子的第二离子注入区，所述第一离子注入区和第二离子注入区基本上交叠。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第一离子注入区中的第一离子物质的密度峰与在所述第二离子注入区中的第二离子物质的密度峰之间的距离小于约100纳米。

8.如权利要求6-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述属于第一类物质的离子是H₃⁺，所述属于第二类物质的离子是He⁺。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，H₃⁺的能量与He⁺的能量比约为2∶1。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤(IV)：

(IV)使所述第一施主外表面与受主基片接合。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤(V)：

(V)在所述注入区内的一定位置，使所述脱落膜和离子注入区中材料的至少一部分与所述施主基片分离。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述受主基片选自：具有氧化物表面层或者没有氧化物表面层的半导体晶片；玻璃片；由晶体材料组成的片材以及玻璃-陶瓷片。

13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述受主基片是具有SiO₂表面层的硅晶片，并且在步骤(IV)中，所述第一施主外表面与SiO₂表面层接合。

14.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述受主基片是SiO₂玻璃片。