申请/专利权人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所

申请日：2020-08-21

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN111952240B

主分类号：H01L21/762

分类号：H01L21/762;H01L21/764;H01L27/12;B82Y40/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2020.12.04#实质审查的生效;2020.11.17#公开

摘要：本发明提供一种具有纳米级空腔结构的SOI衬底及其制备方法，制备方法包括：提供第一基底，在第一基底上形成叠层结构，自下而上包括下牺牲材料层、牺牲介质层及上牺牲材料层，形成辅助侧墙，基于辅助侧墙依次刻蚀出第一辅助凹槽、第二辅助凹槽、第三辅助凹槽及凹槽结构，凹槽结构作为后续的空腔结构，将第一基底与第二基底键合，得到具有空腔结构的SOI衬底。本发明利用凸出的侧墙掩模凹槽结构得到空腔结构，制备出含有内嵌纳米级空腔的SOI衬底，可以在顶层硅中制备得到纳米级空腔，防止由于空腔特征尺寸较大顶层硅承受的应力容易超出极限。本发明可以保护器件制备过程中第一介质层受到较小的过刻蚀损伤，在第一介质层作为器件一部分时提高性能。

主权项：1.一种具有纳米级空腔结构的SOI衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：提供第一基底，所述第一基底包括第一衬底及形成于所述第一衬底上的第一介质层；于所述第一基底上形成至少一个叠层结构，所述叠层结构自下而上包括下牺牲材料层、牺牲介质层以及上牺牲材料层；对所述上牺牲材料层图形化形成上牺牲层，所述上牺牲层包括若干个间隔排布的上牺牲单元及显露所述牺牲介质层的上开口，所述上开口定义需要形成的空腔结构的位置；于所述上牺牲单元的侧壁上形成辅助侧墙，并于所述辅助侧墙之间显露的所述牺牲介质层表面形成辅助牺牲层，所述辅助牺牲层填充所述上开口，其中，所辅助侧墙的厚度定义需要形成的所述空腔结构的宽度；对所述第一基底进行离子注入，以在所述第一衬底中形成预设剥离层；去除所述辅助侧墙及所述辅助侧墙下方对应的所述牺牲介质层以形成第一辅助凹槽；去除所述辅助牺牲层及所述上牺牲层，并基于所述第一辅助凹槽向下刻蚀所述叠层结构以形成第二辅助凹槽，所述第二辅助凹槽显露所述第一介质层；去除所述牺牲介质层并基于所述第二辅助凹槽刻蚀所述第一介质层形成第三辅助凹槽，所述第三辅助凹槽显露所述第一衬底；去除所述下牺牲材料层并基于所述第三辅助凹槽刻蚀所述第一衬底形成凹槽结构，所述凹槽结构的底部高于所述预设剥离层；提供第二基底，将所述第一基底形成有所述凹槽结构的一面与所述第二基底相键合，得到初始键合结构，所述凹槽结构构成所述空腔结构；沿所述预设剥离层剥离所述第一基底，将所述第一基底的一部分转移至所述第二基底上，以在所述第二基底上形成转移衬底膜层，得到由所述第二基底以及所述转移衬底膜层构成的具有空腔结构的SOI衬底。

全文数据：

权利要求：

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