[发明专利]SOI衬底、半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种SOI衬底的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一硅衬底，所述第一硅衬底包括第一硅层；

提供第二硅衬底，所述第二硅衬底包括第三硅层和氧化层，所述氧化层的表面存在贯穿所述氧化层的凹槽，所述凹槽位于有源区，所述凹槽中填充有与所述第一硅层不同掺杂类型的硅材料，所述第三硅层与所述第一硅层为相同掺杂类型；

键合所述第一硅衬底的一个表面和所述第二硅衬底的氧化层表面，以形成所述SOI衬底。

2.根据权利要求1所述的SOI衬底的形成方法，其特征在于，所述第一硅衬底还包括第二硅层，所述第二硅层的硅材料与所述凹槽中填充的硅材料是相同的。

3.根据权利要求2所述的SOI衬底的形成方法，其特征在于，提供第一硅衬底包括：

提供第一硅片作为所述第一硅层；

在所述第一硅片的一个表面进行外延生长，以形成所述第二硅层。

4.根据权利要求1-3中的一项所述的SOI衬底的形成方法，其特征在于，提供第二硅衬底包括：

提供第二硅片；

在室温下，对所述第二硅片的一个表面进行热氧化，以形成所述氧化层，所述氧化层下方的硅层作为所述第三硅层；

在所述氧化层的表面进行刻蚀，以形成贯穿所述氧化层的所述凹槽，并在所述凹槽中填充硅材料。

5.根据权利要求4所述的SOI衬底的形成方法，其特征在于，形成贯穿所述氧化层的所述凹槽，并在所述凹槽中填充硅材料包括：

采用光刻工艺在所述氧化层的表面定义所述凹槽的形状；

采用干法刻蚀在所述氧化层的表面进行刻蚀，形成贯穿所述氧化层的所述凹槽；

采用化学气相沉积工艺在所述凹槽中填充硅材料。

6.一种SOI衬底，其特征在于，包括：

第一硅层，作为背衬底；

位于所述第一硅层上方的氧化层，存在贯穿所述氧化层的凹槽，所述凹槽位于有源区，所述凹槽中填充有与所述第一硅层不同掺杂类型的硅材料以作为嵌入硅层；

位于所述氧化层上方的第三硅层作为顶层硅，所述第三硅层与所述第一硅层为相同掺杂类型。

7.根据权利要求6所述的SOI衬底，其特征在于，所述氧化层中具有多个凹槽。

8.根据权利要求7所述的SOI衬底，其特征在于，所述凹槽呈阵列排布。

9.根据权利要求7所述的SOI衬底，其特征在于，所述凹槽为圆形凹槽，或，所述凹槽为条形凹槽。

10.根据权利要求6-9中的一项所述的SOI衬底，其特征在于，所述第一硅层和所述氧化层之间具有第二硅层，所述第二硅层的硅材料与所述凹槽中填充的硅材料是相同的，并且所述第二硅层与填充有硅材料的凹槽共同作为嵌入硅层。

11.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求6至9中任一项所述的SOI衬底；

在所述第三硅层中有源区的内侧刻蚀沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘材料以形成隔离所述有源区的隔离区；

在所述第三硅层上方注入所述第一硅层掺杂类型的离子，并执行退火激活操作，以在所述第三硅层底部、所述凹槽上方形成重掺杂硅层；

从所述有源区的两侧、隔离区的内侧上方注入与所述第一硅层掺杂类型不同的离子，并执行退火激活操作，分别形成源区和漏区，并在所述第三硅层上方形成与所述重掺杂硅层形状对应的栅氧层和多晶硅栅。

12.根据权利要求11所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述重掺杂硅层包括：

利用光刻工艺，通过栅极掩膜定义所述重掺杂硅层的形状；

在所述栅极掩模上方注入所述第一硅层掺杂类型的离子，并执行退火激活操作，以在所述第三硅层底部沉积形成所述重掺杂硅层。