[发明专利]混合衬底的形成方法

权利要求书

1.一种混合衬底的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括半导体主体层，介质埋层和半导体顶层，所述介质埋层形成于所述半导体主体层表面，所述半导体顶层形成于所述介质埋层表面；在所述半导体顶层表面形成硬质掩膜层；

步骤二、定义出半导体衬底的形成区域，对所述硬质掩膜层、所述半导体顶层、所述介质埋层和所述半导体主体层依次进行刻蚀形成沟槽，所述沟槽的底部表面低于或等于所述沟槽外的所述半导体主体层的顶部表面，所述沟槽的侧面将所述沟槽深度范围内的所述硬质掩膜层、所述半导体顶层、所述介质埋层和所述半导体主体层侧面暴露；

步骤三、进行RTO工艺，所述RTO工艺使所述沟槽的底部表面和侧面暴露的所述半导体主体层以及所述沟槽的侧面暴露的所述半导体顶层氧化并形成第一氧化层；

步骤四、以所述硬质掩膜层为掩膜对所述第一氧化层进行各向异性干法刻蚀，所述各向异性干法刻蚀将所述沟槽的底部表面的所述第一氧化层全部去除以及在所述沟槽的侧面自对准形成由保留的所述第一氧化层组成的侧墙，所述侧墙的侧面和所述硬质掩膜层的侧面对齐；

步骤五、进行外延生长在所述沟槽中形成和所述半导体主体层相接触的半导体外延层，所述半导体外延层的顶部表面和所述半导体顶层的顶部表面平齐；由所述半导体主体层和所述半导体外延层叠加形成所述半导体衬底，所述半导体衬底外保持为所述SOI衬底。

2.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述半导体主体层的材料包括硅或锗。

3.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述介质埋层的材料包括氧化硅，高介电常数材料。

4.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述半导体顶层的材料包括硅或锗。

5.如权利要求2所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述半导体外延层的材料包括硅或锗。

6.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述硬质掩膜层由第二氧化硅层和第三氮化硅层叠加而成。

7.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤二中，采用光刻形成的光刻胶图形定义出所述半导体衬底的形成区域；在所述沟槽的刻蚀工艺完成后，还包括去除所述光刻胶图形的步骤。

8.如权利要求7所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述沟槽的刻蚀工艺采用干法刻蚀。

9.如权利要求6所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述第二氧化硅层的厚度为3nm～10nm。

10.如权利要求6所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：所述第三氮化硅层的厚度为10nm～30nm。

11.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤三中，形成的所述第一氧化层的厚度为6nm～12nm。

12.如权利要求11所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤四中，所述侧墙的厚度为3nm以上。

13.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤四的所述各向异性干法刻蚀完成后，还包括进行湿法清洗以去除刻蚀副产物。

14.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤一中提供的所述SOI衬底为FDSOI衬底，所述半导体顶层的厚度达12nm以下。

15.如权利要求1所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：步骤五之后，还包括去除所述硬质掩膜层的步骤。

16.如权利要求15所述的混合衬底的形成方法，其特征在于：去除所述硬质掩膜层之后，还包括：

采用后栅工艺在所述SOI衬底上形成CMOS器件，在所述半导体衬底上形成无源器件或所述CMOS器件的掺杂区引出结构。