[发明专利]绝缘层覆硅结构

说明书

本发明揭露一种绝缘层覆硅结构。绝缘层覆硅结构包含一底层，一主动层，绝缘层，一第一绝缘结构，一第二绝缘结构与一阻隔层。主动层位于底层上方。第一绝缘结构位于主动层与底层之间。第二绝缘结构绕主动层与第一绝缘结构。主动层嵌于第一绝缘结构中，且主动层的上表面与第二绝缘结构的上表面为共平面。阻隔层位于第二绝缘结构中并环绕主动层。

本申请是申请日为2015年06月12日、申请号为201510325062.4、发明名称为“绝缘层覆硅结构及其制备方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关一种绝缘层覆硅结构。

背景技术

半导体产业经历高速的成长。集成电路的材料及设计方面的技术进步已创造数个世代的集成电路，每一代的集成电路都具有比前一代更小且更复杂的电路。在集成电路演进的过程中，特征结构密度(亦即，每芯片面积中相互连接的元件的数目)通常随着几何尺寸(亦即，所使用的制造方法可产生的最小组件或线路)的缩小而增加。这种尺寸缩减的制程将的优点在于提高生产效率以及降低相关成本。

尺寸的缩减同时也提升加工及制造集成电路的复杂性，为了实现这些进步，在集成电路加工及制造方面需要类似的发展。其中绝缘层覆硅结构使制备于其上的晶体管具有操作快速、低功率消耗、低软错误、闭锁抑制(latch-up immunity)的优点，而广泛运用于半导体产业。传统制备绝缘层覆硅结构的方式包含氧离子植入硅晶隔离法(separation byimplantation of oxygen,SIMOX)与晶圆贴合(bonding)方式。氧离子植入硅晶隔离法是将氧离子以高能量的方式打到晶圆中，使氧离子能分布在硅晶圆表面下方，接着经由高温退火(anneal)以在晶圆中形成氧化层。晶圆贴合(bonding)方式则通常需先准备一元件晶圆(device wafer)与一操作晶圆(handle wafer)，在元件晶圆或操作晶圆上形成氧化层后接合两者，并再通过切除、研磨或蚀刻的方式移除操作晶圆。然而，上述的两种方式普遍存在氧化层厚度过薄的问题，且制程繁复且耗费成本。据此，业界亟需一种新颖的方式来制备绝缘层覆硅结构。

发明内容

本发明的一方面是提供一种绝缘层覆硅结构，包含一底层，一绝缘层，一主动层与一阻隔层。绝缘层位于底层上，而主动层嵌于绝缘层中。阻隔层则位于绝缘层中并环绕主动层。

根据本发明一或多个实施方式，绝缘层包含一第一绝缘结构与一第二绝缘结构。第一绝缘结构位于底层与主动层之间，并包含一第一部分接触主动层，以及一第二部分位于底层与第一部分之间，且第二部分的宽度小于主动层的宽度。第二绝缘结构则位于底层上，并环绕主动层与第一绝缘结构。

根据本发明一或多个实施方式，第一绝缘结构与第二绝缘结构是以不同的材质所组成。

根据本发明一或多个实施方式，第二部分的宽度与主动层的宽度之间的比值介于0.2至0.5之间。

本发明的另一方面是提供一种绝缘层覆硅结构的制备方法，包含下列步骤。先覆盖一第一硬罩幕于一基层上，并移除部分的第一硬罩幕与基层，以形成一第一开口暴露基层。接着形成一阻隔层覆盖第一开口的侧壁，更移除第一开口中的部分基层，以形成一第二开口。之后等向性移除暴露于第二开口中的基层，以形成一基层桥接部，并氧化基层桥接部以形成一第一绝缘结构。最后形成一第二绝缘结构于第二开口中。

根据本发明一或多个实施方式，形成阻隔层覆盖第一开口的侧壁包含下列步骤。先形成一第二硬罩幕共形地覆盖第一硬罩幕与第一开口的侧壁与底部，并移除第一开口的底部的第二硬罩幕。

根据本发明一或多个实施方式，是以一湿氧化制程氧化基层桥接部以形成第一绝缘结构，且湿氧化制程的温度大于1000℃。

根据本发明一或多个实施方式，是以一湿蚀刻制程等向性移除暴露于第二开口中的基层。