專利名稱：用于制造電子領(lǐng)域中的襯底的修整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及修整用于微電子和/或光電子應(yīng)用的半導(dǎo)體襯底的表面的方法。本發(fā)明特別涉及絕緣體上半導(dǎo)體(SeOI)類型的襯底的制造。
背景技術(shù)：
襯底目前用于電子工業(yè)中。襯底包括例如絕緣體上硅(SOI)或絕緣體上鍺(GeOI)。SeOI襯底的制造可采用各種方法，特別是包括在初始襯底(即所謂的施主襯底)的厚度中形成弱化區(qū)，以及在該施主襯底(donor substrate)與接收襯底(receiving substrate)裝配之后，在該區(qū)中形成斷裂的方法。因此該類型襯底至少包括兩層，一層來自施主襯底，另一層來自接收襯底。Smart Cut 方法是該方法的一個已知示例。特別地，在大量已經(jīng)發(fā)表的文獻中都可以找到關(guān)于這類方法的細節(jié)，例如從Jean-Pierre Colinge所著的“Kluwer Academic Publishers，，發(fā)行的教禾斗書 “Silicon-on-Insulator technology :material tools VLSI, second edition”(絕緣體上硅技術(shù)材料工具VLSI，第二版)第50和51頁摘錄的內(nèi)容。用于制造的方法特別允許在襯底的其中一個面上獲得有用層(例如硅)，所述有用層具有自由表面?！白杂杀砻妗钡囊馑际潜┞督o外界環(huán)境的襯底的層的表面(與接合面相反，接合面與另一層或另一元件的表面接觸)。在修整步驟之前，有用層的自由表面通常不是完全平滑的，并具有一定的粗糙度。 自由表面的粗糙度特別是由于制造方法的某些步驟造成的。制造步驟可例如是施主襯底的斷裂步驟。也可以是接收襯底的面上的緩沖層的生長，所述緩沖層例如為硅-鍺(SiGe)層。 那么就需要平滑襯底的自由表面，這是在所述修整步驟中完成的。粗糙度通常以平均平方值表示，即所謂的RMS (均方根)值，或者以所謂的PSD (功率譜密度)表示。舉例來說，目前所知的粗糙度標準應(yīng)為RMS值不超過5埃。可以通過原子力顯微鏡(AFM)來進行粗糙度測量。用這種設(shè)備，可在由AFM顯微鏡的尖端掃描的表面上測量粗糙度，該表面的范圍從Ixlym2到10x10 μ m2，較少到 50x50 μ m2，甚至到100x100 μ m2。通常，粗糙度被稱為“高頻”或“低頻”粗糙度。所謂高頻粗糙度對應(yīng)于小尺寸的掃描表面(1x1 μ m2量級)。所謂低頻粗糙度對應(yīng)于較大尺寸的掃描表面(10x10 μ m2量級或更高)。用于制造的修整步驟包括平滑襯底的自由表面，從而清除先前定義的所述粗糙度，更特別地采取諸如化學(xué)機械拋光(CMP)或利用快速熱退火(RTA)的平滑處理等方法。也可將CMP和RTA結(jié)合。CMP是將機械摩擦和化學(xué)作用相結(jié)合的拋光方法。特別地，CMP的原理是通過化學(xué)作用轉(zhuǎn)化要被拋光的表面，然后通過機械研磨將該轉(zhuǎn)化的表面去除。CMP的缺點是化學(xué)作用直接施加于自由表面上，這可能在所述自由表面上造成有害的效應(yīng)，例如在鍺表面上形成孔。
CMP的另一缺點是可能導(dǎo)致襯底的有用層的厚度不均勻。例如從文獻KR2000 0060787和圖6_8所示可知，已知一種用于平滑包含有用硅層 4的襯底1的自由表面的修整方法，所述方法包括形成覆蓋硅層4的氧化物層32的步驟， CMP拋光所述氧化物層32的步驟，以及氧化襯底1的另一步驟，其目的是確保硅層4的表面 34的平滑。待平滑的硅層4的表面34包括峰(高度最大值)和谷(高度最小值)。在該方法中，形成1 μ m和5 μ m之間的大厚度的氧化物層32，覆蓋有用層4。假定由CMP拋光造成的厚度不均勻性隨著待拋光的層的厚度而增加，顯然當(dāng)完成具有Iym和5μπι之間的大厚度的氧化物層的CMP拋光時，被拋光的氧化物層32的表面33 具有顯著的不均勻性，即低頻厚度變化，如圖7所示。因此在該方法中，在拋光步驟完成時獲得的被拋光的氧化物層32的特征是由于 CMP拋光作用造成的強烈不均勻的厚度。因此硅層4的表面34的某些峰比其他部分更接近于氧化物層32的表面33。這意味著，在接下來的襯底1的另一氧化步驟中，最接近于表面21的峰比其他峰氧化得更多，如圖8所示。最后，有用層4的表面34的平滑因此是有缺陷的。因此利用該方法，不能在有用層4的整個表面34上獲得低粗糙度。此外，RTA包括在還原氣氛中退火％01襯底從而平滑自由表面，還原氣氛例如包括氫。RTA的缺點是其實質(zhì)上作用于具有高空間頻率的表面粗糙度，特別是小于或等于 10x10 μ m2。RTA的另一缺點是RTA是在高溫下進行的，即通常在高于1，000°C的溫度下進行。 因此，RTA不能用于包含鍺(Ge)的有用層，因為鍺元素在930°C液化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了上述平滑方法的替代方法，從而克服上述缺點中的至少一個。為此目的，根據(jù)本發(fā)明提出了一種修整半導(dǎo)體襯底的表面的方法，所述襯底包括一組層，該一組層包括在所述襯底的至少一個面上的半導(dǎo)體有用層，所述有用層包括粗糙的自由表面，所述方法適用于平滑該自由表面，所述方法的特征是其包括以下連續(xù)的步驟-形成覆蓋有用層的表面的保護層，該保護層的厚度比所述有用層的表面的峰-谷距離大1到3倍；-至少一個拋光-氧化序列，所述序列包括以下連續(xù)的步驟拋光所述保護層的表面，調(diào)整所述拋光從而不侵襲所述有用層，以及利用提供的氧氣對襯底進行熱氧化，從而將有用層的一部分轉(zhuǎn)化為氧化物層，從而降低有用層的表面的粗糙度。本發(fā)明有利地具有以下特征，這些特征單獨出現(xiàn)或以其技術(shù)上可能的任意組合出現(xiàn)-保護層是氧化物層或氮化物層；
-對保護層的表面的拋光是選擇性拋光，能夠選擇性地拋光保護層而不會侵襲有用層；-形成覆蓋有用層的表面的氧化物層或氮化物層包括沉積氮化物或氧化物；-沉積氧化物或氮化物通過PECVD或LPCVD實現(xiàn)；-形成覆蓋所述有用層的表面的氧化物層或氮化物層包括利用提供的氧氣的干熱氧化或濕熱氧化，或利用提供的氮氣的熱氮化；-襯底的熱氧化是干氧化或濕氧化；-所述拋光步驟是非選擇性拋光步驟；-形成覆蓋所述有用層的表面的保護層，該保護層的厚度比所述有用層的表面的峰-谷距離大1.8倍；-形成覆蓋所述有用層的表面的氧化物層所形成的氧化物層的厚度比所述有用層的表面的峰-谷距離大1到3倍或大1. 8倍；-所述有用層是鍺，且形成作為覆蓋所述有用層的表面的保護層的鍺氧化物層是通過利用提供的氧在450和550°C之間的溫度下的熱氧化來實現(xiàn)的，所述拋光是非水性拋光，特別是CMP類型的，或者干拋光；-所述有用層包括硅，形成作為覆蓋所述有用層的表面的保護層的硅氧化物層是通過利用提供的氧在低于600°C的溫度下的熱氧化來實現(xiàn)的。本發(fā)明的優(yōu)點是提出了一種修整方法，該方法避免了破壞襯底的有用層的自由表面的風(fēng)險。本發(fā)明的另一優(yōu)點是提出了一種在低溫下應(yīng)用的修整方法。本發(fā)明的又一優(yōu)點是描述了一種提供降低的高頻和低頻粗糙度的修整方法。最后，本發(fā)明的又一優(yōu)點是提供一種甚至可以在有用層是鍺的情況下應(yīng)用的修整方法。


通過以下參考附圖的僅示例性的而非限制性的說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更加明顯，其中-圖1是要用根據(jù)本發(fā)明的修整方法處理的半導(dǎo)體襯底的示意圖；-圖2是形成氧化物層或氮化物層之后的半導(dǎo)體襯底的示意圖；-圖3是選擇性拋光步驟之后的半導(dǎo)體襯底的示意圖；-圖4是非選擇性拋光步驟之后的半導(dǎo)體襯底的示意圖；-圖5是氧化步驟之后的半導(dǎo)體襯底的示意圖；-圖6-8是對根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的修整方法的各個步驟的描述。
具體實施例方式圖1描述了半導(dǎo)體襯底1。該襯底1包括位于其至少一個面上的半導(dǎo)體有用層4。 該半導(dǎo)體有用層4例如為硅(Si)或鍺(Ge)層。半導(dǎo)體襯底1包括一組堆疊層。在絕緣體上半導(dǎo)體(SeOI)類型的襯底1的情況下，層30通常是電絕緣體層，例如氧化物層，而層31是半導(dǎo)體支撐層。
圖1以夸張的幅度示意性描述了這一點，有用層4包括粗糙的自由表面7。在通過轉(zhuǎn)移獲得襯底的情況下，粗糙度主要由獲得襯底1之前的斷裂步驟造成。應(yīng)指出，斷裂后的自由表面7的粗糙度在高頻下(掃描表面，Ixl μ m2)通常為RMS值50-100埃，并且在低頻下(掃描表面10x10 μ m2)在相同區(qū)間內(nèi)。斷裂后的粗糙度非常高，并且很難用ATM顯微鏡測量。根據(jù)本發(fā)明的方法的主要目的在于平滑粗糙的自由表面7，即最小化其粗糙度，從而獲得具有有用層4的襯底1，其質(zhì)量足夠并與該有用層4在微電子和/或光電子領(lǐng)域中的應(yīng)用相適應(yīng)。該方法的第一步驟包括形成覆蓋有用層4的粗糙的自由表面7的保護層20，如圖 2所示，其中保護層20覆蓋有用層4并包括表面21，該表面21是自由的。由于保護層20覆蓋襯底1的有用層4，所述保護層20主要為所述有用層4提供保護，這是在根據(jù)本發(fā)明所述的方法的有序的拋光步驟中實現(xiàn)的，如下文所述。特別地，在所述拋光步驟中，利用該保護層20，能夠避免可能存在于拋光組織和有用層4之間的機械拋光作用破壞所述有用層4.同時，當(dāng)拋光組織包括包含能夠在有用層4上施加化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)品的化學(xué)物質(zhì) (也用“懸浮液”指代)時，覆蓋有用層4的保護層20的出現(xiàn)避免了該化學(xué)品破壞所述有用層4。此外，如下文所述，一旦被拋光，保護層20在襯底1的熱氧化步驟中實現(xiàn)額外的功能，該熱氧化步驟在該拋光步驟之后。在該氧化步驟中，保護層20覆蓋有用層4的事實使得有用層4的對應(yīng)于高度最大值(“峰”)的表面7的區(qū)域比對應(yīng)于高度最小值(“谷”)的區(qū)域氧化得更多，這是由于“峰”接近襯底1的表面，也就是保護層20的表面21，這最終實現(xiàn)了所述表面7的平滑。有利地，保護層20是氧化物層16或氮化物層17。形成氧化物層16或氮化物層17作為覆蓋有用層4的粗糙的自由表面7的技術(shù)主要包括氧化物或氮化物的沉積，以及熱氧化或熱氮化。氧化物或氮化物沉積技術(shù)包括在有用層4的粗糙的自由表面7上沉積氧化物或氮化物薄膜。主要采用但不限于PECVD (等離子體增強化學(xué)氣象沉積)或LPCVD (低壓化學(xué)氣象沉積)方法。利用PECVD方法，可以在相對較低的溫度下沉積薄膜對氧化物沉積，例如SiO2, 為250-350°C，對于氮化物沉積，例如Si3N4，為380-400°C。低溫沉積的優(yōu)點是保持熱平衡，亦即，使施加給襯底1的層的材料的處理的溫度和持續(xù)時間最小化。低溫沉積意味著在基本上小于500°C的溫度下產(chǎn)生的沉積。當(dāng)形成覆蓋包含鍺(Ge)的有用層4的表面7的氮化物層17時，優(yōu)選地通過沉積氮化物來形成所述氮化物層17，因為鍺對于高溫敏感。如果無需絕對保持襯底1的層的材料的熱平衡，可以采用通過LPCVD方法的沉積。 該技術(shù)包括產(chǎn)生低壓化學(xué)相沉積。該沉積通常在具有500-600°C量級的溫度的熱壁的烤爐中進行。如前文所述，也可通過熱氧化或熱氮化來形成覆蓋有用層4的粗糙的自由表面7 的氧化物層16或氮化物層17。
熱氧化或熱氮化包括將襯底1放置在主要包括氧氣和氮氣的氣氛中，并將其加熱到主要根據(jù)有用層4的材料所選擇的溫度。襯底1的熱氧化可以是干熱氧化或濕熱氧化。干氧化例如通過在氧氣中加熱襯底 1來實現(xiàn)。濕氧化例如通過在混合的氧氣和氫氣的氣氛中加熱襯底1來實現(xiàn)，氧氣是過量的，這使得氣氛中充滿了水氣。 根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的標準方法，在干氧化或濕氧化中，氧化氣氛中也可充
滿鹽酸。在包含硅的有用層4的情況下，有利地采用濕熱氧化。該氧化可在低于600°C的溫度下進行。在包含鍺的有用層4的情況下，有利地采用在氧氣氛中的熱氧化，其氧濃度從稀釋的到純的。包含鍺的有用層4的氧化可以是熱氧化，其既可以是干氧化也可以是濕氧化。稀釋的氧氣氛意味著包含由其他氣體稀釋的氧氣的氣氛。在干熱氧化的情況下， 可在氬(Ar)或氮分子汎)中稀釋氧。在鍺的情況下，氧化可在450°C和550°C之間的溫度下進行。此外，當(dāng)有用層4包含SiGe時，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，襯底1的熱氧化伴隨著鍺在深度上的濃縮現(xiàn)象，即有用層4轉(zhuǎn)化為準純凈鍺層，并且伴隨著覆蓋所述有用鍺層4的硅氧化物(SiO2)層16的形成?？赏ㄟ^在例如600°C和900°C之間的溫度下在氮氣氣氛中加熱襯底來實現(xiàn)氮化。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法在低于900°C的溫度下，即相對于現(xiàn)有技術(shù)的方法較低的溫度下，實施氧化或氮化。特別地，在對包含鍺的有用層4的氧化的情況下，這是特別有利的，因為鍺在約930°C液化?？梢孕纬蛇@樣的保護層20 (因此例如氧化物層16或氮化物層)，從而使得所述保護層20具有與其所覆蓋的有用層4的初始拓撲和粗糙度相適應(yīng)的拓撲和粗糙度。在這種情況下，保護層20的表面21具有與有用層4的表面7的初始粗糙度基本一致的粗糙度。根據(jù)本發(fā)明的方法的后續(xù)包括至少進行拋光-氧化序列，即包括拋光步驟和接著的氧化步驟。該序列可反復(fù)重復(fù)，如下文所述。應(yīng)調(diào)整保護層20的拋光從而不侵襲有用層4，從而不破壞所述有用層4。用拋光方法侵襲材料層意味著從所述層移除至少50埃的材料。在該閾值之下，認為相應(yīng)層沒有被侵襲。有利地，采用能夠選擇性地拋光保護層20而不會侵襲有用層4的選擇性拋光。利用選擇性拋光能夠優(yōu)選地拋光有用層4上的保護層20。在這類拋光中，拋光的是保護層20， 至于有用層4則是被保留的。這種拋光的優(yōu)點是拋光組織和有用層4之間可能存在的相互作用是可以忽略的，并且不會導(dǎo)致侵襲所述有用層4。例如，在一些選擇性拋光方法中，從有用層4移除的材料少于20埃。這種選擇性拋光技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。拋光的選擇性由相同拋光條件下的兩個或幾個不同材料的拋光速度的比率(R)來限定。選擇性拋光的特征是高比率R(或低比率，取決于份額的趨勢的選擇)在例如10到200之間。非選擇性拋光的特征是比率R 接近于值1，通常從1到6，對于不同的相關(guān)材料拋光速率近似相等。選擇性拋光可以是機械或機械化學(xué)類型的拋光，例如CMP。
由于選擇性拋光僅侵襲保護層20，破壞有用層4的風(fēng)險為零。與非選擇性拋光不同的是，其能夠拋光保護層20的表面21直到有用層4的表面的峰四開始暴露。峰意味著對應(yīng)于高度最大值的表面7的區(qū)域。在這一階段，有利地能夠繼續(xù)實施選擇性拋光，因為選擇性拋光不會侵襲有用層4 的材料。進一步地，該拋光也不會侵襲有用層4的表面7的谷觀中出現(xiàn)的保護層20的材料，例如氧化物或氮化物，因為由于持續(xù)的峰四的原因該拋光組織不會到達這些材料。谷 28意味著對應(yīng)于高度最小值的表面7的區(qū)域。圖3描述了實施選擇性拋光之后的襯底1的圖。如果采用非選擇性拋光，例如非選擇性CMP拋光或非選擇性干拋光，保護層20的表面21必須以不暴露有用層4的方式拋光，從而不侵襲所述有用層4。因此，有利地，保護層20的表面21必須這樣拋光，即在有用層4上留下保護層20的材料的薄層。當(dāng)保護層20 是氧化物層16或氮化物層17時，由此而來的問題是在有用層4之上留下氧化物或氮化物
的薄層。圖4描述了施加非選擇性拋光之后的襯底1的圖。采用選擇性拋光有一定的優(yōu)點。已知任何拋光都有一定的分辨率，即任何拋光都以最小高度來減小給定材料層的高度。因此針對給定材料定義的拋光的分辨率是該拋光從給定材料層移除的材料的最小高度。如果在拋光-氧化序列中采用非選擇性拋光，優(yōu)選地采用高度至少大于或等于非選擇性拋光的分辨率的保護層20。相反情況下，非選擇性拋光必然會侵襲有用層4，這是不希望的。選擇性拋光的優(yōu)點是其允許在有用層4的表面7的峰四處中斷，而不會受所采用的拋光方法的分辨率的限制。事實上，選擇性拋光不會侵襲有用層4。此外，顯然存在針對在先前的形成保護層20的步驟中形成的保護層20的希望的最大高度。事實上，不需要形成太厚的保護層20，因為保護層20會在跟隨形成保護層20的步驟之后的拋光步驟中被拋光。有利地，形成覆蓋有用層4的表面7的保護層20的步驟形成了厚度比有用層4的粗糙自由表面7的峰四到谷觀的峰-谷距離大1-3倍的保護層20，或者形成厚度比有用層4的粗糙自由表面7的峰四到谷觀的峰-谷距離大1. 8倍的保護層。應(yīng)當(dāng)指出，峰四到谷觀的峰-谷距定義為峰四的高度減去谷觀的高度的所有高度值中的最大值。截止到本發(fā)明的申請日，至少等于(或1.8倍于)有用層4的粗糙的自由表面7 的峰-谷距離的厚度對應(yīng)于CMP拋光的分辨率。這些值可能隨著CMP類型拋光技術(shù)的分辨率的發(fā)展而改變。通過保護層20的小厚度，避免了下面的步驟中施加的例如CMP類型的拋光在被拋光的保護層20的厚度中造成不均勻性。如果有用層4是鍺，并且如果在該方法的前面的步驟中形成的保護層20是覆蓋有用層4的鍺氧化物層16，則或者必須采用非水性拋光(對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說意味著采用有機溶劑的拋光)，或者必須采用干拋光， 即不使用任何溶劑，并因此真正地基于機械拋光作用。事實上，鍺氧化物可在水性介質(zhì)中溶解，并且如果采用利用包含水的溶液的拋光則有分解的風(fēng)險，這就是為什么非水性拋光或者干拋光是適用于該示例性實施例的拋光方法。在非水性拋光，即利用有機溶劑的拋光的情況下，可有利地施加例如CMP的機械化學(xué)拋光，該拋光除了利用有機溶液之外，還利用化學(xué)物質(zhì)(也稱為“懸浮液”)，該化學(xué)物質(zhì)包括能夠?qū)嵤┯糜谵D(zhuǎn)化待拋光的層的化學(xué)作用的化學(xué)品，所述化學(xué)品是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。跟隨拋光之后的拋光-氧化序列步驟是利用提供的氧的襯底1的熱氧化步驟。熱氧化包括將襯底1放置在主要包含氧氣的氣氛中，并包括將其加熱到根據(jù)有用層4的材料而選擇的溫度。該氧化可以是干熱氧化或濕熱氧化。該熱氧化的操作條件與之前描述的為了形成作為覆蓋有用層4的粗糙的自由表面7的保護層20的氧化物層16而進行的襯底1 的熱氧化中的操作條件類型相同。襯底1的熱氧化的目標是將有用層4的一部分轉(zhuǎn)化為氧化物層16，從而減小有用層4的表面7的粗糙度。在該氧化中，對比表面7的谷觀，有用層4的表面7的峰四的材料將被氧化消耗得更多，因為對比于在深度上位于更遠處的谷觀，峰四更接近于襯底1的表面，即更接近于保護層20的表面21。圖5描述了襯底1上的熱氧化的效果。當(dāng)在方法的開始形成氮化物層17作為保護層20時，熱氧化的效果，即峰四的強氧化和谷觀的弱氧化觀，更加顯著。事實上，與形成氧化物層16相比，在方法的開始形成氮化物層17主要的優(yōu)點是在熱氧化期間進一步阻止氧向谷觀的擴散。在本方法的該階段，襯底1的活性層4的表面7的粗糙度在高頻和低頻上相對于其初始粗糙度降低了，即相對于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法之前的粗糙度降低了。為了能夠進一步平滑活性層4的表面7，拋光-氧化序列可根據(jù)需要來重復(fù)多次。 在拋光-氧化序列的逐次重復(fù)中，有用層4的表面7的峰四和谷觀將被徹底平滑，由此可獲得粗糙度大大降低的有用層4。在本發(fā)明的結(jié)尾，可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法清潔保護層20。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以作用于高頻和低頻粗糙度并降低所述粗糙度。根據(jù)本發(fā)明的方法可有利地用于移除“交叉排線” (“cross-hatch”)，這是在例如松散的SiGe有用層4上出現(xiàn)的缺陷，并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。該缺陷形成于有用層的表面，并形成細微溝槽的規(guī)整網(wǎng)絡(luò)，使得表面呈現(xiàn)棋盤狀，本領(lǐng)域稱為“交叉排線”。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法有利地應(yīng)用于％01制造方法(例如Smart Cut 方法) 中所用的硅片(也稱為“晶片”)的再利用(也稱為“更新”)。實際上，在這些方法中，施主半導(dǎo)體襯底和接收半導(dǎo)體襯底粘連，所述接收半導(dǎo)體襯底包括絕緣體層。在注入離子產(chǎn)生弱化區(qū)和圍繞該區(qū)的斷裂之后，在一側(cè)獲得％01，在可再利用的另一側(cè)形成半導(dǎo)體襯底。為了能夠再利用斷裂而來的半導(dǎo)體襯底，應(yīng)繼續(xù)進行修整操作。有利地應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法并能夠使半導(dǎo)體襯底得到平滑，然后在Smart Cut 類型的后續(xù)方法中再利用該半導(dǎo)體襯底。最后，根據(jù)本發(fā)明的方法可有利地用于襯底1的有用層4包含III-V類型的半導(dǎo)體材料的情況，III-V類型的半導(dǎo)體材料即由元素周期表第III欄的一種或多種元素和第V 欄的一種或多種元素制成的合成半導(dǎo)體。
權(quán)利要求
1.一種修整半導(dǎo)體襯底(1)的表面的方法，所述襯底包括一組層，所述一組層包括在所述襯底(1)的至少一個面上的半導(dǎo)體有用體層G)，所述有用層(4)包括粗糙的自由表面(7)，所述方法適用于平滑該自由表面(7)，所述方法的特征在于該方法包括以下連續(xù)的步驟-形成覆蓋所述有用層(4)的表面(7)的保護層(20)，該保護層00)的厚度比所述有用層⑷的表面(7)的峰-谷距離大1到3倍；-至少一個拋光-氧化序列，所述序列包括以下連續(xù)的步驟拋光所述保護層00)的表面(21)，調(diào)整所述拋光以便不侵襲所述有用層，以及利用提供的氧氣對襯底(1)進行熱氧化，從而將有用層的一部分轉(zhuǎn)化為氧化物層 (16)，從而降低所述有用層(4)的表面(7)的粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修整方法，其中所述保護層OO)是氧化物層(16)或氮化物層(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任意一項所述的修整方法，其中所述保護層OO)的表面的拋光是選擇性拋光，能夠選擇性地拋光保護層OO)而不侵襲所述有用層G)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任意一項所述的修整方法，其中形成覆蓋所述有用層的表面(7)的氧化物層(16)或氮化物層(17)包括沉積氮化物或氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修整方法，其中通過PECVD或LPCVD來沉積氮化物或氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任意一項所述的修整方法，其中形成覆蓋所述有用層的表面(7)的氧化物層(16)或氮化物層(17)包括利用提供的氧氣的干熱氧化或濕熱氧化， 或利用提供的氮氣的熱氮化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項所述的修整方法，其中所述襯底(1)的熱氧化是干氧化或濕氧化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4到7中任意一項所述的修整方法，其中所述拋光步驟是非選擇性拋光步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一項所述的修整方法，其中通過形成覆蓋所述有用層 (4)的表面(7)的保護層OO)所形成的保護層OO)的厚度比所述有用層的表面(7) 的峰-谷距離大1.8倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求2到9中任意一項所述的修整方法，其中通過形成覆蓋所述有用層 (4)的表面(7)的氧化物層(16)所形成的氧化物層(16)的厚度比所述有用層的表面 (7)的峰-谷距離大1到3倍或大1. 8倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求2到10中任意一項所述的修整方法，其中所述有用層(4)是鍺，并且形成作為覆蓋所述有用層(4)的表面(7)的保護層OO)的鍺氧化物層(16)是利用提供的氧通過在450°C和550°C之間的溫度下的熱氧化來實現(xiàn)的，所述拋光是主要為CMP類型的非水性拋光，或干拋光。
12.根據(jù)權(quán)利要求2到11中任意一項所述的修整方法，其中所述有用層(4)包括硅，并且形成作為覆蓋所述有用層(4)的表面(7)的保護層OO)的硅氧化物層(16)是利用提供的氧通過在低于600°C的溫度下的熱氧化來實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種修整半導(dǎo)體襯底(1)的表面的方法，所述襯底包括一組層，所述一組層包括在所述襯底(1)的至少一個面上的半導(dǎo)體有用體層(4)，所述有用層(4)包括粗糙的自由表面(7)，所述方法適用于平滑該自由表面(7)，所述方法的特征在于該方法包括以下連續(xù)的步驟形成覆蓋所述有用層(4)的表面(7)的保護層(20)，該保護層(20)的厚度比所述有用層(4)的表面(7)的峰-谷距離大1到3倍；至少一個拋光-氧化序列，所述序列包括以下連續(xù)的步驟拋光所述保護層(20)的表面(21)，調(diào)整所述拋光從而不侵襲所述有用層(4)，以及利用提供的氧氣對襯底(1)進行熱氧化，從而將有用層(4)的一部分轉(zhuǎn)化為氧化物層(16)，從而降低所述有用層(4)的表面(7)的粗糙度。
文檔編號H01L21/302GK102272901SQ201080004332
公開日2011年12月7日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者G·里烏 申請人:S.O.I.Tec絕緣體上硅技術(shù)公司