專利名稱：制造goi半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法及使用這些方法制造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和方法，具體涉及制造絕緣體上鍺半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法和使用這些方法制造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
絕緣體上鍺(GOI)襯底在未來互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)按比例縮小中扮演著重要的角色。在半導(dǎo)體界，鍺(Ge)被廣泛認(rèn)為比硅(Si)對于電子和空穴具有較高載流子遷移率，以及有利于形成淺結(jié)的較低接觸電阻和較低摻雜劑激活溫度。對于在金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)中用作柵極絕緣體的介電常數(shù)比氧化硅(SiO2)大的高-k介質(zhì)，其發(fā)展被期待提供對于通常低質(zhì)量的氧化鍺的一種解決方案，很久以來氧化鍺對于器件制造中鍺的利用具有巨大的阻礙。
MOSFET可以使用體或絕緣體上硅(SOI)襯底制造。SOI襯底的使用降低了寄生結(jié)電容，并允許較大溝道電流，還允許比在體硅晶片中制造的類似器件有較快速度。在SOI襯底上形成的MOSFET比在常規(guī)體襯底上形成的類似器件具有很多附加優(yōu)勢，例如消除閉鎖(latch-up)效應(yīng)，提高耐輻射性，以及簡化器件隔離和制造。利用SOI襯底獲得的性能提高的MOSFET器件仍期待使用GOI襯底。
在硅和鍺之間的大晶格常數(shù)失配排除了在單晶硅上直接生長外延鍺而沒有高密度的缺陷如穿透位錯的成核。對這種限制的一種傳統(tǒng)解決方式是組分梯度層的生長，其中大晶格常數(shù)失配穿過一些低失配界面擴(kuò)散，因此減小了穿透位錯的成核。增加鍺成分的馳豫Si1-xGex層的組分梯度可以用來在體硅襯底上形成范圍從硅到鍺的任意晶格常數(shù)。代表性地，厚Si1-xGex緩沖層在硅晶片上生長，而薄應(yīng)變馳豫Si1-xGex層在緩沖層上生長。通過調(diào)節(jié)Si1-xGex層的沉積參數(shù)，穿透位錯沒有垂直傳播，而是在層的平面里傳播，隨后在層的外邊緣結(jié)束。薄單晶鍺有源層可以在相似晶格常數(shù)的馳豫層上外延生長。
然后，將具有單晶鍺有源層的第一晶片接合到被絕緣層，典型地是氧化物覆蓋的第二體硅晶片。從而，單晶鍺有源層與第二晶片上的絕緣層接觸。然后，通過研磨和/或蝕刻除去第一晶片，緩沖層以及馳豫層，留下在掩埋絕緣層上的單晶鍺有源層，并從而限定了GOI襯底。
這種生產(chǎn)GOI襯底的常規(guī)方法有很多缺陷。第一，需要相當(dāng)厚的緩沖層，通常大于一微米，以限制穿透位錯并防止它們傳播到單晶鍺有源層中。生長足夠厚的緩沖層來實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)需要相當(dāng)長的工藝持續(xù)時間，因此工藝產(chǎn)量受到限制。第二，相當(dāng)大密度的穿透位錯仍然在外延生長和/或后來的熱處理時從緩沖層傳播到馳豫層。這些穿透位錯可以繼續(xù)傳播到鍺層中，產(chǎn)生器件形成過程中有缺陷的有源層。第三，緩沖層中鍺的濃度在外延生長時逐漸增加。這種在緩沖層生長中精確控制鍺的濃度在技術(shù)方面很有挑戰(zhàn)。最后，對單晶鍺有源層具有選擇性地除去馳豫層也很有挑戰(zhàn)。差選擇性會在除去馳豫層時引起單晶鍺有源層不希望的蝕刻，其會引起厚度變化。
因此，需要一種形成用作GOI襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其克服例如使用組分梯度層以適應(yīng)晶格失配來形成該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的常規(guī)方法的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通常涉及使用硅操作晶片制造成本合理，基本上無缺陷的絕緣體上鍺(GOI)襯底。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于形成絕緣體上鍺襯底的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括在第一襯底上形成多孔層，優(yōu)選多孔硅層，并在多孔層上形成含鍺層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括在襯底上形成多孔層，優(yōu)選多孔硅層，并在多孔層上形成含鍺層。本方法還包括將多孔層轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜印?br> 根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括在第一襯底上形成多孔層，優(yōu)選多孔硅層，并在多孔層上形成含鍺層。本方法還包括將含鍺層從多孔層轉(zhuǎn)移到第二襯底上的絕緣層。
本發(fā)明的另一方面，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括通過氧化多孔層，優(yōu)選多孔硅層以形成氧化物形成的絕緣層，以及在絕緣層上的含鍺層。含鍺層還包括基本上純鍺的單晶體層。
含鍺層，其可以是純單晶鍺，可以在多孔層上直接沉積，因?yàn)樵诠韬玩N之間晶格失配引起的應(yīng)力通過構(gòu)成多孔層的多孔材料，例如硅而馳豫。結(jié)果，厚組分梯度層不要求通過一些低失配界面來擴(kuò)散晶格常數(shù)失配以減小穿透位錯的成核。


結(jié)合并構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與上述本發(fā)明的一般說明和下述實(shí)施例的詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1到圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工藝方法，襯底部分在不同制造階段的簡圖。
圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例的工藝方法，襯底部分在不同制造階段的簡圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例的工藝方法，襯底部分在一制造階段的簡圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種用于器件制造的用作絕緣體上鍺(GOI)襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的GOI襯底對于形成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(CMOSFET)時作為常規(guī)絕緣體上硅(SOI)襯底的替換或補(bǔ)充具有顯著的優(yōu)勢。鍺(Ge)比硅(Si)對于電子和空穴有利地具有顯著較高的載流子遷移率，以及較低的接觸電阻和較低的有利于形成淺結(jié)的摻雜劑激活溫度?，F(xiàn)在將通過參考結(jié)合本申請的附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
參考圖1，多孔層12在第一襯底10上形成。襯底10可以是體硅襯底，其中示例的多孔層12表示成分單晶硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫坠杌蛘逽OI襯底的有源硅SOI層的深度，其中示例的多孔層12表示SOI有源層的成分單晶硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫讓拥纳疃取６嗫讓?2從暴露于與沒有轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫撞牧?，例如多孔硅的部分襯底10的界面16的表面14延伸。多孔層12的厚度優(yōu)選范圍從大約50nm到大約500nm，在暴露表面14和界面16間測量，而襯底10具有相當(dāng)大的厚度支撐多孔層12。有利地，多孔層12可以是源于襯底10的基本上純硅。作為選擇，襯底10的表面14可以包括轉(zhuǎn)變以提供多孔層12的附加外延生長的硅層或硅鍺層(沒有示出)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，多孔層12可以通過使用包括摻雜和陽極化的工藝將襯底10的單晶硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫坠鑱硇纬?。從而，高濃度p型摻雜劑通過，例如，氣相摻雜，固體源極摻雜，離子注入，或這些技術(shù)的組合，被引入襯底10中。p型摻雜劑可以選自鎵(Ga)，鋁(Al)，硼(B)，或者這些摻雜劑的組合，并且可以范圍從大約5×1017cm-3到大約1×1021cm-3的原子濃度引入。襯底10可以在摻雜工藝中退火或作為選擇在p型摻雜劑被引入后退火，以均勻分布p型摻雜劑。作為選擇，n型摻雜劑選自磷(P)，砷(As)，銻(Sb)，或這些摻雜劑的組合，其可以用來形成多孔層12。
然后，使重?fù)诫s硅經(jīng)歷含水電解液或典型地包含氫氟酸(HF)的陽極化溶液中的陽極化工藝，該溶液例如HF和一元醇例如甲醇，乙醇，或正丙醇或異丙醇的混合物。將一元醇添加到溶液中以提高氫氟酸的潤濕度。襯底10與正偏壓電極接觸并與分離的負(fù)偏壓電極一起浸入到陽極化溶液的槽浴中。電流穿過電極和襯底10流動足夠的陽極化時間，以將重?fù)诫s硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫讓硬⑼瓿尚纬啥嗫讓?2的工藝?？蛇x地使用光源在電流流動時照射襯底10。陽極化工藝可以在室溫下或高于室溫的溫度下的槽浴中進(jìn)行。陽極化工藝之后，襯底10可以用去離子水清潔并干燥。
陽極化工藝穿過多孔層12的厚度到界面16形成孔。所得的孔隙度與材料特性，例如p型摻雜劑濃度，以及與其它非材料特性包括但不限于陽極化電流和電壓、陽極化溶液中的酸濃度、照射以及陽極化溶液的溫度成比例。例如，在水1∶1HF(49％)和乙醇溶液中，在范圍從大約1mA/cm2到大約40mA/cm2的電流密度下，在黑暗環(huán)境和室溫下，進(jìn)行形成多孔層12的陽極化工藝，范圍從幾分鐘到一小時的工藝時間。
多孔層12可以包括多個沿縫26接合的子層22，24。具有不同孔隙度的子層22，24可以通過在陽極化工藝時將陽極化電流變?yōu)閮蓚€不同的值形成。附加子層(沒有示出)可以在多孔層12內(nèi)通過在不同電流下陽極化提供。
參考圖2，其中類似的標(biāo)號表示圖1中類似的特征，并在隨后的制造階段，形成薄表面層28至穿過多孔層12的暴露表面14的淺深度。表面層28平滑表面粗糙并密封多孔層12中的孔，否則孔將貫穿表面14并向表面14周圍的環(huán)境開口并與其連通。適合形成表面層28的一個工藝是在氫充足的環(huán)境下，例如氫(H2)，氘(D2)，H2和/或D2與氮(N2)和/或氬(Ar)的混合物，或氨(NH3)，在800℃和1100℃之間的溫度下，進(jìn)行氫退火，范圍從大約10秒到大約2分鐘的時間。表面層28的厚度范圍可從1nm到20nm或作為選擇，從大約5nm到大約10nm。
鍺層30在多孔層12上外延生長。表面層28包括單晶硅，為鍺層30的外延生長提供結(jié)晶模板。鍺層30可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝使用鍺烷(GeH4)源氣體沉積，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的任何沉積工藝都可以使用?？蛇x地，在沉積時可以在鍺層中引入摻雜劑。盡管不希望被理論所限制，通過硅和鍺之間晶格失配發(fā)展的應(yīng)力被認(rèn)為通過下面的多孔層12釋放。這樣，形成高質(zhì)量、低缺陷的外延鍺層30。鍺層30的厚度優(yōu)選范圍從大約5nm到大約200nm。鍺層30的組分可以是基本上純或包括少量有意或無意的雜質(zhì)，這樣鍺層30可以被認(rèn)為是含鍺層。然而，在鍺層30中包括的任何雜質(zhì)不能提供以緩沖層或組分梯度層的方式的應(yīng)變釋放。
參考圖3，其中類似的標(biāo)號表示圖2中類似的特征，并在隨后的制造階段，提供第二襯底32，其具有通過絕緣層36限定的暴露表面34，其包括氧化物或其它合適的絕緣材料。如果絕緣層36由氧化物構(gòu)成，構(gòu)成的氧化物可以通過熱氧化形成。作為選擇，任何其它合適的技術(shù)，例如CVD，可以用來形成絕緣層36。可選地，絕緣層36可以通過，例如，常規(guī)的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝平面化，以實(shí)現(xiàn)近似的平面。
鍺層30的暴露表面38被接合到在第二襯底32上的絕緣層36的暴露表面34。接觸的暴露表面34，38在能夠增加它們相互的接合能的條件下通過暴露接觸表面34，38的常規(guī)接合工藝接合到一起。
可選地，絕緣層(沒有示出)可以在接合之前在鍺層30的表面38上形成?？蛇x絕緣層可以包括氧化物或其它合適的絕緣材料，其通過任何合適的技術(shù)，包括但不限于熱氧化或CVD沉積形成。如果可選絕緣層通過熱氧化形成，可選硅層(沒有示出)可以在鍺層30上外延生長并通過氧化轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?。如果可選絕緣層在鍺層30的表面38上形成，該可選絕緣層的表面可以接合到在第二襯底32上的絕緣層36的暴露表面34。
典型的常規(guī)接合工藝包括低溫?zé)崽幚砘蛟诔渥銣囟认峦嘶鸩⒊掷m(xù)充足時間以引起接合。例如，接合工藝可以通過將鍺層30的暴露表面38與絕緣層36的暴露表面34接觸并在范圍從500℃到800℃之間的溫度下退火?？蛇x地，襯底10，32可以在熱退火期間通過施加典型介于大約2kg/cm2到大約2.5kg/cm2的機(jī)械壓力的外力連接在一起。熱退火，其可以在有或沒有外力時執(zhí)行，還可以典型地在包括惰性氣體，例如N2的受控大氣中執(zhí)行。有利地，接觸的表面34，38在接合前都具有平面、平滑的表面。
參考圖4，其中類似的標(biāo)號表示圖3中類似的特征，并在隨后的制造階段，襯底10通過分離多孔材料，例如多孔硅的成分與多孔層12分開。分離多孔層12的一種方法是使用水噴射，以形成沿位于多孔層12中不同孔隙度的兩個多孔子層22，24之間的縫26傳播的破裂。作為選擇，其它方法可以用來破裂縫26或形成破裂并穿過缺少多個子層22，24的多孔層12傳播。如果破裂沿縫26出現(xiàn)，子層24在剩余襯底10被除去后仍將會接合到鍺層30。但是，本發(fā)明不限于此，多孔層12可以在表面14和界面16之間的任何橫向平面破裂。
參考圖5，其中類似的標(biāo)號表示圖4中類似的特征，并在隨后的制造階段，多孔層12例如子層24或表面層28的任何剩余多孔材料，例如多孔硅，從鍺層30的表面31除去，其以前與表面層28共同一起延伸。多孔硅的子層24通過使用相對于鍺層30中的單晶鍺具有高選擇性的蝕刻工藝除去。例如，含水蝕刻劑溶液包括HF，H2O2和H2O的混合物，顯示出蝕刻選擇性大于約10,000。高蝕刻速率比導(dǎo)致快速除去多孔硅而對單晶鍺的影響可以忽略。
取決于后續(xù)工藝，包含硅的表面層28可以或不被除去?；诎钡暮g刻劑或其它合適的技術(shù)，例如等離子體蝕刻或拋光，可以用來按要求除去表面層28。作為選擇，只有多孔層24被除去并且表面層28保留在鍺層30上作為后續(xù)工藝的犧牲和/或保護(hù)層?？蛇x地，可以進(jìn)行機(jī)械拋光和/或氫退化以平面化和暴露鍺層30的表面31。
所得的GOI半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或晶片35現(xiàn)在準(zhǔn)備用于隨后的半導(dǎo)體工藝，例如CMOSFET的制造，其中器件使用由鍺層30限定的晶體鍺的有源GOI層形成。可選地，單晶硅覆層(沒有示出)，如果沒有在前面工藝中形成作為表面層28，可以在后續(xù)工藝中在鍺層30上形成作為犧牲和/或保護(hù)層。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，在低缺陷鍺層30內(nèi)集成隔離區(qū)。在圖2之后的制造階段，覆層40在穿過襯底10的鍺層30的表面38上形成。選擇構(gòu)成覆層40的材料，以使覆層40在后繼制造階段中起到硬掩膜和拋光停止層的作用。覆層40由利用常規(guī)沉積工藝?yán)鏑VD或等離子體輔助CVD形成的氮化物組成。覆層40還可以由在鍺層30的表面上形成的可選的下面的氧化層組成。形成覆層40的材料必須相對于多孔層12和鍺層30具有蝕刻選擇性。覆層40的總厚度可以大約從20nm到大約500nm?？蛇x地，硅層(沒有示出)可以在覆層40形成之前外延生長在鍺層30上。可以在沉積后續(xù)的上面的層(例如氮化物)之前，氧化部分或全部外延硅層以形成可選氧化層。
覆層40通過常規(guī)光刻和蝕刻工藝構(gòu)圖。光刻工藝在覆層40上提供抗蝕劑(沒有示出)，將抗蝕劑暴露于輻射圖形，并在暴露的抗蝕劑中顯影轉(zhuǎn)移的圖形?？刮g劑圖形通過一系列各向異性干蝕刻，例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)或等離子體蝕刻工藝，轉(zhuǎn)移到覆層40，其使用構(gòu)圖抗蝕劑作為蝕刻掩膜構(gòu)圖覆層40然后使用構(gòu)圖覆層40作為硬掩膜構(gòu)圖鍺層30。后面的干蝕刻工藝相對于多孔層12的構(gòu)成材料例如多孔硅具有選擇性地除去鍺層30的含鍺材料，雖然本發(fā)明并不限于此。轉(zhuǎn)移到鍺層30的圖形包括多個溝槽，其中溝槽42和44在圖6中可見。
隔離物46，48在溝槽42的側(cè)壁45，47上形成，隔離物50，52在溝槽44的側(cè)壁51，53上形成，而相似隔離物(沒有示出)在鍺層30中構(gòu)圖的其它溝槽(沒有示出)的側(cè)壁上形成。隔離物46，48，50，52可以限定為介質(zhì)材料，例如通過CVD沉積的2nm到50nm的氮化物的保形層(沒有示出)，其使用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)或等離子體蝕刻工藝各向異性地蝕刻，首先從水平表面相對于鍺層30的構(gòu)成材料具有選擇性(即，具有非常大的蝕刻率)除去保形層的材料。溝槽42的底部55和溝槽44的底部57在隔離物46，48，50，52形成后被暴露。
參考圖7，其中類似的標(biāo)號表示圖6中類似的特征，并在隨后的制造階段，將在多孔層12(圖6)中的多孔材料例如多孔硅轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?例如，二氧化硅)的層54中，其可以或不具有孔。在干或濕的氧化環(huán)境大氣中并在范圍從大約750℃到大約1100℃的溫度下執(zhí)行的熱氧化工藝可以用來將多孔層12轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜?4。作為選擇，將多孔層12轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜?4的工藝包括但不限于等離子體氧化，臭氧氧化，化學(xué)氧化，或任何這些技術(shù)的合適的組合。氧化物質(zhì)直接穿過溝槽42的暴露底部55和溝槽44的暴露底部57延伸到多孔層12。因?yàn)楹跷镔|(zhì)穿過多孔層12的多孔材料，例如多孔硅，很快擴(kuò)散，氧化因?yàn)楹跷镔|(zhì)與多孔硅反應(yīng)形成氧化物而相對迅速。覆層40和隔離物46，48，50，52保護(hù)鍺層30防止氧化。取決于最初的厚度，部分或全部硅的表面層28還會在氧化時被轉(zhuǎn)換為氧化物，因?yàn)樽畛醣砻鎸?8實(shí)質(zhì)上無孔而生成致密氧化物層。優(yōu)選地，剩余至少部分在含鍺層30下的表面層28以防止上面的含鍺層30出現(xiàn)不必要的氧化。盡管不希望被理論所限制，相信缺陷不會在上面的鍺層30中形成，因?yàn)槿魏螒?yīng)力，如果出現(xiàn)，將會被多孔氧化物層54釋放。
覆層40和隔離物46，48，50，52從鍺層30的表面38除去。如果覆層40和隔離物46，48，50，52由氮化物構(gòu)成，可以采用使用熱酸如磷酸的濕各向同性蝕刻工藝對鍺具有選擇性地除去氮化物。最后，在溝槽42，44中形成絕緣體塞栓56，58，通過沉積絕緣體層例如CVD氧化物類原硅酸四乙酯(TEOS)，或優(yōu)選在水平表面上沉積氧化物的高密度等離子體氧化物工藝，并用常規(guī)平面化工藝?yán)鏑MP平面化到鍺層30的表面38?？蛇x地，可以在填充溝槽前沉積襯里(沒有示出)以覆蓋鍺層30的上表面38，溝槽側(cè)壁和底部。有利地，襯里可以由氧化物和/或氮化物組成，通過保形沉積技術(shù)，例如低壓CVD，等離子體增強(qiáng)CVD或原子層沉積(ALD)形成。塞栓56，58的絕緣材料與可選襯里一起將鄰近的有源島或區(qū)域60，62，64以淺溝槽隔離(STI)的形式互相電隔離。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可以經(jīng)過鍺層30的表面38限定附加的塞栓和區(qū)域(沒有示出)。
所得的GOI半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或晶片65現(xiàn)在可以用于將來的半導(dǎo)體工藝，例如COMSFET的形成，其中使用通過鍺層30限定的晶體鍺的有源GOI層形成器件。
參考圖8，其中類似的標(biāo)號表示圖6中類似的特征，在根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的后繼制造階段，隔離物46，48可以分別保留在完成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的溝槽42的側(cè)壁45，47上，隔離物50，52可以分別保留在完成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的溝槽44的側(cè)壁51，53上，而覆層40可以在塞栓56，58形成時保留在適當(dāng)?shù)奈恢?。在塞?6，58形成后，覆層40被除去。如果覆層40由氮化物構(gòu)成，可以采用使用熱酸如磷酸的濕各向同性蝕刻對氧化物或鍺具有選擇性地除去氮化物。在該可選實(shí)施例中，覆層40對于從表面38除去多余氧化物材料的平面化工藝提供硬拋光停止。
這里參考術(shù)語例如“垂直”，“水平”等是用作示例，而不是限制，以建立參考框架。如這里使用的術(shù)語水平限定為平行于常規(guī)平面或襯底10的表面的平面，不考慮它實(shí)際的空間取向。術(shù)語垂直是與剛才限定的水平垂直的方向。術(shù)語例如在...上，在...上面，在...下面，側(cè)面(如在側(cè)壁中)，較高，較低，上面，之下和之上是關(guān)于水平面的限定。可以理解可以采用各種其它參考框架用于說明本發(fā)明，只要不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
其中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造已經(jīng)通過制造階段和步驟的具體順序進(jìn)行描述。然而，可以理解順序可以與描述的不同。例如，兩個或更多制造步驟的順序可以相對于顯示的順序交換。而且，兩個或更多制造步驟可以被同時或部分同時實(shí)施。另外，可以省略各個制造步驟并增加其它制造步驟?？梢岳斫馑羞@些變化都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還可以理解本發(fā)明的特征沒有必要在附圖中按比例示出。
盡管通過描述各個實(shí)施例說明了本發(fā)明，并且盡管以相當(dāng)多的細(xì)節(jié)描述了這些實(shí)施例，本申請的意圖不是限制或用任何方式將所附權(quán)利要求書的范圍限制到這些細(xì)節(jié)。附加優(yōu)點(diǎn)和修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。因此，本發(fā)明在其更多方面不會受限于具體細(xì)節(jié)，典型裝置和方法，以及顯示和描述的示例性實(shí)例。因此，在不脫離申請人的總發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以偏離這些細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種制造用于形成絕緣體上鍺襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括在第一襯底上形成多孔層；以及在所述多孔層上形成含鍺層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多孔層包含硅，以及還包括氧化所述多孔層中的所述硅以形成限定絕緣層的氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將所述含鍺層從所述多孔層轉(zhuǎn)移到第二襯底上的絕緣層。
4.一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括在襯底上形成多孔層；在所述多孔層上形成含鍺層；以及將所述多孔層轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑺龊N層與所述襯底分開的絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括構(gòu)圖所述含鍺層以限定將所述含鍺層隔開為電隔離有源區(qū)的溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述多孔層包含硅，以及轉(zhuǎn)變所述多孔層的步驟還包括將氧化物質(zhì)穿過所述溝槽引入到所述含硅多孔層；以及使所述氧化物質(zhì)與所述含硅多孔層反應(yīng)以形成氧化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括用絕緣材料填充所述溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中用構(gòu)圖后的構(gòu)圖硬掩膜覆蓋所述含鍺層，以及還包括在將所述氧化物質(zhì)穿過所述溝槽引入到所述多孔層之前在每個溝槽上形成側(cè)壁隔離物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括除去所述構(gòu)圖硬掩膜；以及用絕緣材料填充所述溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在用所述絕緣材料填充所述溝槽之前除去所述側(cè)壁隔離物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中用所述絕緣材料填充所述溝槽的步驟還包括沉積所述絕緣材料的層；平面化在所述層中的所述絕緣材料；在所述構(gòu)圖硬掩膜上停止所述平面化；以及剝離所述構(gòu)圖硬掩膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在用所述絕緣材料填充所述溝槽之前，在每個所述溝槽的側(cè)壁和底部上以及在所述含鍺層的暴露表面上沉積襯里材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述絕緣層是氧化物，以及所述多孔層包含硅，以及轉(zhuǎn)變所述多孔層的步驟還包括氧化所述含硅多孔層以形成所述氧化物
14.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述含鍺層包括基本上純鍺的單晶體層，而所述多孔層包括多孔硅層，以及形成所述含鍺層的步驟還包括在所述多孔硅層上外延沉積所述基本上純鍺的單晶體層。
15.一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括在第一襯底上形成多孔硅層；在所述多孔硅層上形成含鍺層；以及將所述含鍺層從所述多孔硅層轉(zhuǎn)移到第二襯底上的絕緣層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中轉(zhuǎn)移所述含鍺層的步驟還包括將所述含鍺層的暴露表面接合到所述第二襯底上的絕緣層；以及處理所述多孔層以將所述含鍺層從所述第一襯底釋放。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中轉(zhuǎn)移所述含鍺層的步驟還包括在所述含鍺層的暴露表面上形成限定所述暴露的絕緣層；將所述含鍺層的暴露表面上的所述絕緣層接合到所述第二襯底上的絕緣層；以及處理所述多孔層以將所述含鍺層從所述第一襯底釋放。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中在第一襯底上形成所述多孔層的步驟還包括在具有第一孔隙度的第一襯底上形成第一多孔子層；以及形成沿一接縫與所述第一子層共同延伸的具有第二孔隙度的第二多孔子層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括沿所述接縫將所述第一子層與所述第二子層分開。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，還包括從所述含鍺層除去所述第二多孔子層以暴露所述含鍺層的表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述含鍺層包括基本上純鍺的單晶體層，而所述多孔層包括多孔硅層，以及形成所述含鍺層的步驟還包括在所述多孔層上外延沉積所述基本上純鍺的單晶體層。
22.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括絕緣層，通過氧化多孔含硅層以形成氧化物形成；以及含鍺層，在所述絕緣層上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述含鍺層還包括基本上純鍺的單晶體層。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括多個隔離溝槽，在所述含鍺層中限定，每個所述隔離溝槽用絕緣材料填充。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括硅層，設(shè)置在所述含鍺層和所述絕緣層之間。
全文摘要
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括單晶體含鍺層，優(yōu)選基本上純鍺，襯底，以及將含鍺層與襯底分開的掩埋絕緣層。多孔層，其可以是多孔硅，在襯底上形成，而含鍺層在多孔硅層上形成。可以將多孔層轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┭诼窠^緣層的氧化層。作為選擇，可以將含鍺層從多孔層轉(zhuǎn)移到另一個襯底上的絕緣層。轉(zhuǎn)移后，絕緣層掩埋在后一襯底和含鍺層之間。
文檔編號H01L21/762GK1956149SQ20061013754
公開日2007年5月2日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者程慷果, J·A·曼德爾曼, B·J·格里恩 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司