專利名稱：用于獲得具有低密度孔的薄層的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造包含襯底上的半導體材料薄層的最終結構的方法，包括以下步驟·在施主襯底的厚度中建立脆變區(qū)，·使施主襯底與支撐襯底緊密接觸，·在脆變區(qū)的水平面分離施主襯底以將一部分施主襯底轉移到支撐襯底上。
本發(fā)明更具體地涉及允許提高薄層性能的上述類型的方法，尤其是通過避免薄層內孔的存在。
背景技術：
SMARTCUTTM型工藝是上文提到的類型的方法的實例并對應于本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其更充分的細節(jié)可以在Kluwer Academic出版社Jean-Pierre Colinge的文獻“Silicon-On-Insulator TechnologyMaterials toVLSI，第2版”的第50和51頁中找到。
SMARTCUTTM型工藝有利地制造了包含半導體材料薄層的結構，例如SeOI(絕緣體上半導體)結構等。
可以通過在施主襯底的厚度內注入種類來建立脆變區(qū)。注入種類理解為指的是適合于將原子或離子種類引入到所注入施主襯底的材料上的任何技術(例如轟擊、擴散等)，注入種類的最大濃度相對于所述注入襯底表面位于離襯底的一預定深度處。
這里提到，當要制造SeOI結構時，將一層氧化物插入在支撐襯底和薄層之間。為此，施主襯底可包括在其頂部上的表面氧化層，在注入步驟之后所述表面氧化層將要與支撐襯底緊密接觸，以形成最終SeOI結構的掩埋氧化層。
注入步驟可以通過注入單種類(例如氫)或通過共注入至少兩種不同的種類(例如氫和氦的共注入)來執(zhí)行。
在分離步驟之后，形成到支撐襯底上的薄層呈現(xiàn)出在某深度上延伸的損傷區(qū)域。
尤其是，在薄層的表面上可觀察到孔。下文將稱為“淺孔”的一些孔是盲孔，其在薄層的厚度中延伸一部分。以SOI結構的情況作為實例，這些淺孔在表面薄硅層的厚度中延伸但沒有向下延伸到掩埋氧化層。
另一方面，一些孔可以相當深，并且甚至可延伸貫穿薄層的厚度。這些孔在下文將稱為“致命孔(killing hole)”。以SOI結構的情況作為實例，這些致命孔延伸貫穿表面薄硅層，向下到下面的掩埋氧化層。
此外，本領域技術人員明白，當薄層的厚度小(例如小于800埃)時，該致命孔問題更加顯著。
由SMARTCUTTM型工藝所得的結構用于微電子學、光學和/或光電子學領域的應用。由此在這些領域中使用的結構的薄層質量的規(guī)格通常是很嚴格的。
孔的存在是在某種程度上調節(jié)將在最終結構上產(chǎn)生的部件質量的參數(shù)。由此盡可能地避免孔。
此外，致命孔是致命缺陷；事實上在致命孔上產(chǎn)生的部件將不起作用。
淺孔對在這些結構上制造的部件的操作沒有這種災難性影響。然而，它們形成了希望避免的缺陷。
由此需要一種制造包含襯底上的半導體材料薄層的高質量結構的方法，其能夠使薄層內的孔密度最小化，尤其使是致命缺陷的孔、也就是致命孔的孔密度最小化。
如上所述，當薄層的所需厚度小，即一般小于800埃時，該需要更加顯著。

發(fā)明內容
為了滿足以上提到的需求，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出了一種用于制造包含襯底上的半導體材料薄層的最終結構的方法，包括以下步驟·在施主襯底的厚度中建立脆變區(qū)，
·使施主襯底與支撐襯底緊密接觸，·在脆變區(qū)的水平面分離施主襯底以將一部分施主襯底轉移到支撐襯底上，由此形成中間結構，該方法特征在于，其進一步包括以下步驟·選擇-要達到的最終結構的薄層的厚度，-在最終結構的薄層內觀察到的致命孔的最大密度，-精整序列(finishing sequence)，包括對在分離之后獲得的中間結構執(zhí)行的至少一種操作；·確定將被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的最小厚度，以使所述部分-在精整序列的每個操作之后，呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，-以及一旦完成了精整序列就達到了所述的選擇厚度。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選但不是限制形式如下-在基本等于或大于將要轉移的所述確定最小厚度的深度處在施主襯底的厚度中建立脆變區(qū)；-根據(jù)適于在所述確定的厚度處建立脆變區(qū)的注入條件，通過在從其必須制備薄層的施主襯底的面下注入種類生成脆變區(qū)；-通過考慮所選的最大致命孔密度、所選的最終厚度和精整序列的每個操作對于孔密度的影響來進行厚度確定；-該方法包括通過選擇基本包括在15keV和120keV之間、優(yōu)選在15keV和80keV之間的注入能量選擇注入條件的步驟；-精整序列包括至少一個淺孔深度減小操作；-精整序列包括多個淺孔深度減小操作；-精整步驟包括至少一個處理退火(TA)操作，作為淺孔深度減小操作；-精整步驟包括至少一個拋光(POL)操作，作為淺孔深度減小操作；-精整序列包括至少一個系列(succession)的以下操作快速處理退火(RTA)-犧牲氧化(SOx)；
-精整序列包括至少一個系列的以下操作；犧牲氧化(SOx)-快速處理退火(RTA)；-精整序列包括至少一個系列的以下操作犧牲氧化(SOx)-拋光(POL)-SOx；-精整序列包括至少一個系列的以下操作犧牲氧化(SOx)-快速處理退火(RTA)-拋光(POL)-SOx；-一層氧化物插入在薄層和支撐襯底之間，由此制造的結構是SeOI(絕緣體上半導體)結構；-該薄層由硅形成，由此制造的結構是SOI(絕緣體上硅)結構。
在另一方面，本發(fā)明還涉及通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的結構，例如通過根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法制造的SeOI結構，其中精整序列包括RTA/SOx/RTA/SOx操作序列，特征在于最終結構的薄層的致命孔密度基本為0.1/cm2。
在另一方面，本發(fā)明提出了一種用于確定將被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的厚度的方法，所述部分在之后將受到包括至少一種操作的所選精整序列，該方法特征在于，確定將被轉移的最小厚度，以使所述轉移部分-在精整序列的每個操作之后，呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，-以及一旦實現(xiàn)了完全的精整序列就達到了所述的選擇厚度。


參考附圖，閱讀以下作為非限制性實例給出的詳細說明，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將是顯而易見的，其中-圖1示意性地表示孔密度與薄層內的深度的函數(shù)；-圖2示例了RTA操作對SOI結構的影響；-圖3表示在RTA操作之前和之后SOI層內的孔密度；-圖4示例了POL操作對SOI結構的影響；-圖5表示在POL操作之前和之后SOI層內的孔密度；-圖6示例了SOx操作對SOI結構的影響；-圖7表示在SOx操作之前和之后SOI層內的孔密度；
-圖8表示序列RTA/SOx和SOx/RTA對SOI結構的影響；-圖9給出了由根據(jù)本發(fā)明的可能實施例的方法產(chǎn)生的改進的實例；-圖10示例了在最終的致命孔密度方面由本發(fā)明產(chǎn)生的改進；-圖11是示例根據(jù)本發(fā)明的可能實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明可以幫助提高通過執(zhí)行SMARTCUTTM型的轉移工藝得到的結構的質量。
通常，該結構可以是包括暴露到外部環(huán)境的表面上的半導體材料薄層的任何類型的結構。
以非限制性的方式，半導體材料薄層可以是硅Si、碳化硅SiC、鍺Ge、硅-鍺SiGe、砷化鎵GaAs等。
襯底支撐可以由硅Si、石英等制成。
如已經(jīng)提到的，一層氧化物還可以插入在支撐襯底和薄層之間，因此形成的結構是SeOI(絕緣體上半導體)結構。
此后描述涉及SOI(絕緣體上硅)結構制造，但本領域技術人員將明白本發(fā)明決不限于該特定的實例。
圖1表示孔密度與SOI轉移層內的深度的函數(shù)?？酌芏扰c深度成反比，并且準指數(shù)地降低。一般，最深的孔在1000和1400埃深之間，但它們的密度則相對弱(一般，比1000埃深的孔的密度在每cm20.3個孔以下)。
要注意，不管是通過注入單種類還是通過共注入至少兩種不同的種類進行注入步驟，孔密度都是相似的。
致命孔是深度等于薄層厚度的孔。因此，如圖1所示，致命孔密度Dk與薄層厚度T直接相關。
當薄層的厚度小時，該致命孔密度由此是更顯著的。
因此，薄SOI層呈現(xiàn)出高的致命孔密度，而厚SOI層呈現(xiàn)出低的致命孔密度。如圖1所示，厚度T大于1000埃的SOI層一般呈現(xiàn)出每cm2DK小于0.3的致命孔密度。
分離之后獲得的結構的幾個精整步驟已經(jīng)提出了，其一般在于不同操作的序列，且其旨在形成適合用于微電子學、光學和/或光電子學領域中的薄層。
這些精整步驟一般使用例如拋光(同樣在下文稱為POL)、在中性或還原氣氛中的熱退火(同樣在下文稱為TA；例如快速熱退火RTA)、犧牲氧化(同樣在下文稱為SOx)、化學蝕刻等的操作。
快速熱退火RTA通常理解為指的是在高溫(例如900℃至1300℃的量級)、在受控氣氛(例如氫和氬的混合物、或純氬的氣氛、或甚至純氫的氣氛)下的快速退火(也就是，執(zhí)行幾秒或幾十秒的時段)。
SOx是分成氧化步驟和脫氧步驟的犧牲氧化，熱處理步驟(一般在1100℃下長2小時)可能介于氧化和脫氧步驟之間。
化學-機械拋光(CMP)是POL操作的實例。
例如已提出了以下操作序列作為分離之后獲得的結構的精整步驟·SOx-POL-SOx(例如參考公布FR 2 797 174)；·SOx-RTA-POL-SOx(例如參考公布FR 2 797 713)；·RTA-SOx-RTA-SOx(例如參考申請人于2003年7月27日申請的法國專利申請n°03 09304)。
關于孔，申請人觀察到以上提到的操作可以分成兩種。
第一種涉及能減小淺孔、也就是深度比形成的薄層的厚度小的那些孔(或換句話說，在SOI結構的情況下沒有向下延伸到下面的掩埋氧化物層的那些孔)的深度的那些操作。
第二種涉及對孔沒有任何修補(curing)作用的那些操作。
RTA和POL操作是第一種的實例，而SOx和化學蝕刻操作是第二種的實例。
圖2示例了RTA操作對分別由掩埋氧化物層3a、3b頂部上的硅層2a、2b組成的SOI結構1a、1b的影響(支撐襯底未示出)。
SOI結構1a的硅層2a呈現(xiàn)出淺孔4a，其深度比硅層2a的厚度小，由此沒有向下延伸到掩埋氧化物層3a的表面。
相反，SOI結構1b的硅層2b呈現(xiàn)出致命孔4b，其延伸穿過硅層2b的厚度，向下到掩埋氧化物層3b的表面。
RTA操作具有平滑作用，其幫助強烈減小(至少2至3倍)淺孔(例如淺孔4a)的深度。事實上可以停止這些孔，尤其是由于擴散和再結晶，如關于結構1a在圖2的右手側示意性地示出的那樣。
然而RTA操作對致命孔(例如孔4b)沒有影響，該致命孔在RTA之前延伸穿過薄層(在該情況下，向下到掩埋氧化物層3a的表面)。如關于結構1b在圖2的右手側示意性示出的，致命孔沒有被RTA操作修補好。
圖3表示在RTA操作之前(上圖)和之后(下圖)SOI層內的孔密度。在RTA操作之前，厚度T的SOI層呈現(xiàn)出或多或少的深的淺孔，密度由曲線Cb表示，其取決于這些孔的深度。SOI層也呈現(xiàn)出密度Dk的致命孔。
如這里以上提到的，RTA操作對致命孔沒有影響。致命孔密度由此保持未變，等于Dk。
然而，通過減小淺孔的深度以及甚至通過阻止淺孔，RTA操作幫助修補淺孔。RTA操作的結果是，SOI層以強烈降低的密度呈現(xiàn)出淺孔，如曲線Ca所示。
圖4示例了POL操作對由掩埋氧化物層7頂部上的硅層6構成的SOI結構5的影響。硅層6在POL操作之前呈現(xiàn)出淺孔8。如在該圖顯而易見的，通過去除x埃的硅層6，由此獲得變薄的硅層6′，減小了淺孔8的深度。
此外，可以調節(jié)通過POL操作去除的硅層6的厚度(比淺孔深度更大(important))，以使所述淺孔通過POL操作去除。
然而本領域技術人員明白，如果硅層呈現(xiàn)出致命孔，其向下延伸到掩埋氧化物層，拋光之后所述硅層將仍存在該致命孔。
圖5表示在POL操作之前(上圖)和之后(下圖)在SOI層內的孔密度。在POL操作之前，厚度Tb的SOI層呈現(xiàn)出或多或少的深的淺孔，其密度由曲線Cb表示，取決于這些孔的深度。SOI層也呈現(xiàn)出密度Dk的致命孔。
如上所述，POL操作對致命孔沒有影響。致命孔密度由此保持未變等于Dk。
然而，通過減小淺孔的深度以及甚至通過阻止它們，POL操作幫助修補淺孔。POL操作的結果是，SOI層呈現(xiàn)出密度急劇降低的淺孔，如由曲線Cp所示(其和曲線Cb一致，但由于POL厚度消耗沿著深度軸偏移)。
圖6示例了SOx操作對由掩埋氧化物層11頂部上的硅層10構成的SOI結構9的影響。硅層10在SOx操作之前呈現(xiàn)出淺孔12。如在該圖上顯而易見的，SOx操作再現(xiàn)孔的形狀且沒有改變它的深度。
如所示的，如果最初呈現(xiàn)的淺孔12的深度很大，則該孔能夠在SOx操作之后，向下延伸到掩埋氧化物層(致命孔12′)。
圖7表示在SOx操作之前(上圖)和SOx操作之后(下圖)SOI層內的孔密度。在SOx操作之前，厚度Ti的SOI層呈現(xiàn)出或多或少的深的淺孔，其密度由曲線Cb表示，取決于這些孔的深度。SOI層也表現(xiàn)出密度Di的致命孔。
如上所述，SOx操作再現(xiàn)孔的形狀且沒有改變它們的深度。因此淺孔密度沒有改變，并且取決于它們的深度如由未變的曲線Cb所示。
然而，通過SOx操作減小了SOI層的厚度。由于新的厚度Tf低于最初的厚度Ti，因此致命孔的密度從Di增大到Df如從該圖7顯而易見的，SOx操作沒有幫助修補淺孔，并導致致命孔密度的增大(該增大與消耗的厚度Ti-Tf直接相關)。
如同對于SOx操作，化學蝕刻操作再現(xiàn)孔的形狀且沒有改變它的深度。如同對于SOx操作，這甚至導致最初大的淺孔隨后向下延伸到掩埋的氧化物層，并由此“轉換”成致命孔(或者換句話說，其會導致致命孔密度的增大)。
如上所述，在第一種操作(例如RTA或POL操作)之前存在的致命孔將不會通過所述操作修補。
因此，如圖8顯而易見的，序列RTA/SOx和SOx/RTA具有很不同的效果。
在SOx/RTA序列的情況下，SOx操作能夠將最初的(轉移之后)淺孔13轉變成致命孔14。該致命孔14將不會通過隨后的RTA操作修補。
另一方面，在RTA/SOx序列的情況下，將修補相同的最初淺孔13。實際上RTA操作將減小它的深度(見孔15)，而SOx將使硅層變薄。得到的結構由此呈現(xiàn)出準完整地重停止孔(quasi integrallyrestopped hole)15′。
當然，如果在轉移之后在薄層內存在致命孔，則這些孔將不會被修補并且將作為致命缺陷保持在最終的產(chǎn)品中。
基于以上觀察，根據(jù)本發(fā)明的方法提出執(zhí)行以下步驟-選擇最終結構的薄層將要到達的厚度，-選擇在最終結構的薄層內將要觀察到的致命孔的最大密度，和-選擇包括將要在分離之后獲得的中間結構上執(zhí)行的至少一種操作的精整序列。
通常在分離步驟之后的結構上使用特定的精整序列，以提高薄轉移層的質量(例如通過切削(gumming out)粗糙度，確保正確的厚度均勻性)并使得適合于用于應用領域中。
該精整序列特別適于減薄被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分(薄轉移層)，以便最終結構的薄層的厚度到達所述的所選厚度。
所述精整序列可包括至少一種以上提到的操作(TA、POL、SOx、化學蝕刻)并且可存在于這些操作的任何組合，例如作為非限制性實例給出的以下序列-RTA-SOx；-重復幾個RTA-SOx序列(例如RTA-SOx-RTA-SOx)；-SOx-POL-SOx(以及任意重復該序列)；-SOx-RTA-POL-SOx(以及任意重復該序列)；-SOx-RTA(以及任意重復該序列)。
如上提到的，RTA操作(更一般地，任一平滑退火操作)幫助停止淺孔。由此有利使用包括這種RTA操作的序列。
而且，在特定的條件下，RTA操作幫助封裝Si層下面的氧化物層，其在執(zhí)行化學蝕刻或犧牲氧化之前是有利的(例如參見WO2004/079801)。
然而，這種操作在特定序列內的位置(由剩余厚度定義)可能是重要的(例如參見US 2004/0151483)。
此外，RTA操作對于執(zhí)行材料的移除和減薄薄層不是有效的。
相反，SOx操作對于減薄薄層是有效的，尤其是用于移除分離之后損傷的區(qū)域或用于獲得最終結構的薄層的所選厚度。
可以通過SOx操作移除的厚度一般包括在100和1000埃之間。
然而，必須仔細進行SOx操作，因為其可增大致命孔密度。
因此在兩個SOx操作之間進行RTA操作是明智的。
POL操作也幫助通過材料移除而減薄薄層，但這種操作會導致厚度均勻性降低以及甚至使薄層受到損傷。由此必須盡可能地限制POL，并且必須盡可能地在減薄步驟(例如SOx)之后進行POL，其較少地損傷薄層，或者甚至在RTA之后。
一般，POL操作與RTA結合以限制200和500埃之間的材料的移除(其幫助限制厚度均勻性降低)。
根據(jù)本發(fā)明的方法還提出了執(zhí)行確定必須轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的最小厚度的步驟，以使所述部分在精整序列的每個操作之后呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，以及一旦實現(xiàn)了精整序列就到達所述的所選厚度。
因此，本發(fā)明提出了通過選擇將轉移到支撐襯底上的足夠厚度并考慮以下因素來限制最終結構的薄層內的致命孔密度-最終結構的薄層將要到達的所選厚度，-選擇的精整操作序列(以及由此考慮該精整序列每個操作對孔密度的影響)。
以上論述的圖(圖3、5和7)示出了每個操作(分別為RTA、POL和SOx)對孔密度的影響。因此可結合這些圖來評價整個精整序列(其可具有以特定順序執(zhí)行的幾種操作，并且其適于將薄層減薄至所選厚度)對孔密度的影響。
由此將被轉移的合適厚度可以得自所述圖的組合，以便在每個操作之后，致命孔密度小于所選的最大致命孔密度。從所選最終厚度和致命孔的最大密度開始，因此能夠確定(以它們相反的順序進行精整序列的操作并從最后一個開始)在特定操作之前薄層必須呈現(xiàn)的最小厚度，以及由此最終必須轉移的厚度。
將圖8的上圖作為示例性實例，所選的精整序列包括SOx操作，之后是RTA操作。由此組合圖7和3的圖。
將被轉移的最小厚度Ti必須考慮薄層的厚度通過SOx操作減小的事實(從轉移之后的Ti降低到SOx操作之后的Tf)，其導致致命孔密度的增大。
讓我們考慮選擇的最大密度設置到每cm20.3個致命孔。然后必須選擇將被轉移的最小厚度Ti，以便在SOx操作之后和因此在RTA操作之前的厚度Tf(其對致命孔密度沒有影響，但有助于降低淺孔密度)大于觀察到0.3/cm2的致命孔密度的厚度(也就是大于1000埃)。
現(xiàn)在轉到圖8的下圖，選擇的精整序列現(xiàn)在包括RTA操作，之后是SOx操作。由此組合圖3和7的圖。在該情況下，第一操作沒有減小薄層的厚度，但改變了孔密度，以致隨后的SOx操作不易產(chǎn)生(許多)新致命孔(如圖7所示的SOx操作，但從在RTA操作之后減小的孔密度分布開始，如由圖3的下圖上的曲線Ca所示)。
因此，要明白對于所選最終厚度和所選最大致命孔密度，在RTA-SOx精整序列的情況下要轉移的最小厚度相比于在SOx-RTA精整序列的情況下要轉移的最小厚度是不同的(在當前情況下小)。
當然，脆變區(qū)產(chǎn)生在施主襯底的厚度中在基本等于或大于要轉移的所述確定的最小厚度的深度處。
根據(jù)可能的實施例，在從其必須制作薄層的施主襯底的面下通過注入種類生成脆變區(qū)。
可通過注入單種類(例如氫)或通過注入至少兩種不同種類(例如氦和氫的共注入)來進行這種注入。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，選擇注入條件以便注入能量包括在15keV和120keV之間，更優(yōu)選在15keV和80keV之間。
根據(jù)優(yōu)選實施例，精整序列包括所述第一種操作中的至少一種操作，也就是允許減小淺孔深度并幫助改變薄層內的孔密度的操作(參見圖3和5的RTA和POL操作的影響)。
所述淺孔深度減小操作例如是TA操作或POL操作。
根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，精整序列包括所述第一種操作中的多個操作，也就是每個都允許減小淺孔深度的多個操作。該有利的實施例帶來另外的優(yōu)點，因為它減小剩余淺孔的深度，并且可甚至有助于完全地移除這些淺孔。
圖9給出了通過根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實施例帶來的改進的實例，其中精整序列是SOx/RTA/POL/SOx操作序列。由此組合圖7、3、5和7的圖，以考慮將達到的所選厚度和所選最大致命孔密度，確定要轉移的最小厚度，以使薄轉移層在這些操作的每一個之后呈現(xiàn)出小于所述所選密度的致命孔密度。
在上圖中，典型地執(zhí)行注入步驟，以便將厚度t的層轉移到施主襯底上。
在下圖中，根據(jù)本發(fā)明進行注入步驟，以便將厚度t+500埃的層轉移到施主襯底上。
在典型的情況下，第一SOx操作沒有修補淺孔并且甚至引起形成向下延伸到掩埋氧化物層的致命孔(例如孔16)。
這些致命孔不能通過隨后的RTA操作修補，也不能通過隨后的POL操作修補。最終的SOx操作將導致具有致命孔18的SOI結構，并且由此不能在它的應用領域中被接受。
相反，在根據(jù)本發(fā)明的可能實施例的方法的情況下，轉移層足夠厚，以使第一SOx操作不形成致命孔(以超過所選最大密度的很大的密度)。
因此，在該情況下，隨后的RTA操作(也就是能減小淺孔例如孔19的深度的操作)將有助于修補存在的淺孔，特別通過減小它們的深度(見孔19′)。該RTA操作對致命孔密度沒有影響，以致在該操作之后，致命孔密度仍沒有超過所選的最大密度。
POL操作將移除包括在通過該操作移除的薄層厚度內的那些淺孔(在該情況下，不比p埃深的那些孔，例如孔19′)。POL操作將減小在該操作之前比p埃深的淺孔的深度。如同對于RTA操作，POL操作不會影響致命孔密度。
最終，在最后的操作(第二SOx操作)結束時，獲得了薄層，其呈現(xiàn)出所希望的厚度和最小的孔密度，尤其是少數(shù)幾個淺孔并且致命孔密度小于所述的所選最大密度。
要注意，該第二SOx操作執(zhí)行適于獲得最終薄層21的犧牲氧化，該最終薄層21的厚度與典型獲得的薄層20的厚度相似。
因此，該第二SOx操作執(zhí)行更重要的犧牲氧化，適于補償轉移層的厚度增加(在目前情況下為+500埃)。
而且，在前的實例示出了在致命孔密度方面獲得了益處，因為對沒有呈現(xiàn)出致命孔(或至少其呈現(xiàn)出密度比最大密度低的致命孔)的薄層執(zhí)行RTA操作(或更一般地說能減小淺孔深度的操作)。
此外，由于充分執(zhí)行的注入步驟，特別通過增大被轉移到支撐襯底上的層的厚度，在所述操作之前的致命孔密度被控制。
圖10示出了，當與精整的RTA/SOx/RTA/SOx操作序列結合時，增加450埃的轉移層，能在最終薄層(厚度為200埃)中將致命孔的密度減至1/5。實際上，為典型獲得的SOI結構所繪的左手側圖顯示了0.5個孔/cm2的致命孔密度，而為如上文所述獲得的SOI結構繪制的右手側圖顯示了僅0.1個孔/cm2的致命孔密度。
圖11是示例根據(jù)本發(fā)明的可能實施例的方法用于制造SOI器件的流程圖。
在方塊10，詳細描述了最終SOI產(chǎn)品的規(guī)格，尤其是通過選擇-最終結構的薄層的厚度Tf，-在轉移之后獲得的中間結構的精整操作序列(在該情況下為RTA/SOx/RTA/SOx序列)，-以及在最終結構薄層內的最大致命孔密度DM。
在方塊20，選擇將轉移的厚度。
在方塊30，檢查已轉移到支撐襯底上的施主襯底部分內的致命孔密度是否比所選的最大密度DM高。
如果高，則增大將轉移的厚度(方塊40)，并在其后重復方塊30。
如果不高，則進行精整序列的第一操作。在該情況下，在方塊50，進行RTA操作。如上文已經(jīng)提到的，這種RTA操作對致命孔沒有影響，但有助于減小淺孔的深度。
在方塊60，進行精整序列的第二操作，SOx操作。如上所述，這種SOx操作對于減薄轉移薄層是有效的，但根據(jù)厚度消耗增大了致命孔密度。
在方塊70，在SOX操作之后，并與方塊30相似，檢查已轉移到支撐襯底上的施主襯底部分內的致命孔密度是否比所選的最大密度DM高。
如果高，則在方塊80，檢查是否能夠減小SOx操作(在方塊60進行)的厚度消耗。這是通過考慮所選的特定精整序列和所選的最終厚度Tf進行的。
如果可以減小厚度消耗，則根據(jù)該新設置的操作條件執(zhí)行SOx操作(方塊60)。
如果不能減小厚度消耗，則執(zhí)行方塊40(也就是增大轉移的厚度)。
回到方塊70，如果在SOx操作之后致命孔密度低于最大密度DM，則在方塊90執(zhí)行精整序列的下一個操作(這里是RTA操作，其沒有消耗厚度并且沒有改變致命孔密度)。
之后在方塊100執(zhí)行SOx操作。在方塊110和120處執(zhí)行分別與在方塊70和80執(zhí)行的操作相似的操作。在SOx操作之后，假如(方塊110)致命孔密度低于最大密度DM，則在方塊130處獲得了符合(在方塊10處定義的)規(guī)格的最終SOI產(chǎn)品。
當然，將明白，圖11的流程圖是純示例性的，并且本發(fā)明并不意味著限制于所描述和提出的實施例，而是本領域技術人員在這里將能夠進行許多改變或修改。
權利要求
1.一種用于制造包含襯底上的半導體材料薄層的最終結構的方法，包括以下步驟·在施主襯底的厚度中生成脆變區(qū)，·使施主襯底與支撐襯底緊密接觸，·在脆變區(qū)的水平面處分離施主襯底以將施主襯底的一部分轉移到支撐襯底上，由此形成中間結構，該方法特征在于，其進一步包括如下步驟·選擇最終結構的薄層將要達到的厚度，·選擇在最終結構的薄層內將要觀察到的最大致命孔密度，·選擇精整序列，所述精整序列包括對分離之后獲得的中間結構進行的至少一種操作；·確定將被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的最小厚度，以使所述部分-在精整序列的每個操作之后，呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，-以及一旦實現(xiàn)了精整序列就達到了所述的所選厚度。
2.根據(jù)前一權利要求的方法，特征在于在施主襯底的厚度中在基本等于或大于將被轉移的所述確定的最小厚度的深度處生成脆變區(qū)。
3.根據(jù)前一權利要求的方法，特征在于根據(jù)適于在所述確定厚度處生成脆變區(qū)的注入條件，通過在必須制備薄層的施主襯底的面下注入種類來生成脆變區(qū)。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項的方法，特征在于通過考慮選擇的最大致命孔密度、選擇的最終厚度和精整序列的每個操作對孔密度的影響來執(zhí)行厚度確定。
5.根據(jù)權利要求3或4中任一項的方法，特征在于它包括通過選擇基本包括在15keV和120keV之間的注入能量來選擇注入條件的步驟。
6.根據(jù)權利要求5的方法，特征在于注入能量基本包括在15keV和80keV之間。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項的方法，特征在于精整序列包括至少一個淺孔深度減小操作。
8.根據(jù)權利要求7的方法，特征在于精整序列包括多個淺孔深度減小操作。
9.根據(jù)權利要求7或8中任一項的方法，特征在于精整步驟包括至少一個處理退火(TA)操作，作為淺孔深度減小操作。
10.根據(jù)權利要求7或8中任一項的方法，特征在于精整步驟包括至少一個拋光(POL)操作，作為淺孔深度減小操作。
11.根據(jù)權利要求1至7中任一項的方法，特征在于精整序列包括至少一個系列的以下操作快速處理退火(RTA)-犧牲氧化(SOx)。
12.根據(jù)權利要求1至7中任一項的方法，特征在于精整序列包括至少一個系列的以下操作犧牲氧化(SOx)-快速處理退火(RTA)。
13.根據(jù)權利要求1至7中任一項的方法，特征在于精整序列包括至少一個系列的以下操作犧牲氧化(SOx)-拋光(POL)-SOx。
14.根據(jù)權利要求1至7中任一項的方法，特征在于精整序列包括至少一個系列的以下操作犧牲氧化(SOx)-快速處理退火(RTA)-拋光(POL)-SOx。
15.根據(jù)權利要求1至14中任一項的方法，特征在于一層氧化物插入在薄層和支撐襯底之間，由此制造的結構是SeOI(絕緣體上半導體)結構。
16.根據(jù)權利要求15的方法，特征在于該薄層由硅形成，由此制造的結構是SOI(絕緣體上硅)結構。
17.一種根據(jù)權利要求15或16中任一項的方法制造的SeOI結構，其中精整序列包括RTA/SOx/RTA/SOx操作序列，特征在于最終結構的薄層的致命孔密度基本為0.1/cm2。
18.一種用于確定將被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的厚度的方法，所述部分在之后將受到包括至少一個操作的所選精整序列，該方法特征在于確定將被轉移的最小厚度，以使所述轉移部分-在精整序列的每個操作之后，呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，-以及一旦完成了整個精整序列就達到了所述的選擇厚度。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于確定將被轉移到支撐襯底上的施主襯底部分的厚度的方法，所述部分在之后將受到包括至少一種操作的所選精整序列，該方法特征在于確定將被轉移的最小厚度，以使所述轉移部分在精整序列的每個操作之后，呈現(xiàn)出小于所述最大密度的致命孔密度，以及一旦完成了整個精整序列就達到了所述的選擇厚度。
文檔編號H01L21/762GK101091242SQ200480044745
公開日2007年12月19日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權日2004年12月28日
發(fā)明者N·本穆罕默德, E·內雷, D·德爾普拉 申請人:S.O.I.Tec絕緣體上硅技術公司