TWI295078B - Method for manufacturing a silicon-on-insulator (soi) wafer with an etch stop layer - Google Patents

Description

1295078 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於積體電路裝置的製造，更尤其關於 具有覆在埋設氧化物層之蝕刻停止層的絕緣層上覆矽（ SOI)晶圓的製造。 【先前技術】 • 絕緣層上覆矽（SOI)晶圓包括一基底矽層、包含覆 在基底層之二氧化矽的一絕緣層、以及覆在二氧化矽層的 .一上矽層。二氧化矽絕緣層常常被稱爲''埋設氧化物〃層 。包括電晶體與其它電路元件之集合的積體電路可被製造 於上矽層中。SOI晶圓提供製造大型積體電路（IC S)的潛 會巨，該大型積體電路例如則提供高速操作並呈現低功率耗 製造 SOI晶圓的方法包括晶圓接合與注氧隔離 # (SIM0X)。爲了藉由晶圓黏合來形成SOI晶圓，將二氧化 矽層形成在第一矽晶圓的一表面上，隨後並將第二矽晶圓 接合到此表面（例如，已經將該氧化物層形成在表面）。 被薄化的第二晶圓則形成覆在埋設氧化物層的一上矽層。 爲了藉由SIM0X來形成SOI晶圓，氧離子會被植入到矽 晶圓內，且該.晶圓會被退火，以在矽晶圓內形成埋設的二 氧化矽層。注氧隔離製程的一實例可在Matsumura等人的 內部熱氧化（IT0X)製程所製造之低劑量SIM0X晶圓中 的技術更新來發現，微電子工程第66冊第400-4 1 4頁（ 1295078

2003 ) 〇 用SOI晶圓的一個問題是埋設的氧化 的抗蝕性（例如在形成絕緣溝渠期間內） 當作在SOI晶圓中的絕緣層而非二氧化砂 形中氮化矽會比二氧化矽提供更佳的抗蝕 有氮化矽絕緣層之 SOI晶圓技術的實彳 Meekison等人的藉由砂植入氮所形成之絕 • 微型結構之劑量相關性的穿透式電子顯微 理期刊第69冊第6號（]991 )。不過， ，氮化矽是一不良絕緣體。氮化矽的能隙 的還小大約40個百分比，以致於氮化矽 緣能夠明顯小於二氧化矽所提供者。 【發明內容】 本發明提供一種製造半導體晶圓的方 Φ 蝕刻停止層於一絕緣層上覆矽（SOI)晶圓 層覆在該SOI晶圓的一絕緣層上。 本發明又提供一種製造半導體晶圓的 一絕緣層與一蝕刻停止層於一半導體晶圓 層係配置在該絕緣層與一上半導體層之間 本發明亦提供一種製造半導體晶圓的 植入到一晶圓內，該晶圓包括一基底矽層 層上的一二氧化矽層以及覆在該二氧化矽 以及將該晶圓退火，以在該上矽層與該絕 物層會提供不良 。氮化矽被建議 ，因爲在某些情 性。一種產生具 可，其係說明於 緣體結構上覆矽 鏡硏究，應用物 相較於二氧化矽 大約比二氧化矽 所提供的電性絕 法，包含形成一 中，該蝕刻停止 方法，包含形成 中，該蝕刻停止 〇 方法，包含將氮 '覆在該基底矽 層上的上矽層； 緣層之間形成一 -6 - (3) 1295078 層，該層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽 所組成群組中選出的一材料。 此外，本發明還提供一種製造半導體晶圓的方法，包 含將氧植入到一晶圓內，其中該晶圓包含矽；將氮植入到 該晶圓內；以及將該晶圓退火，以形成覆在一基底矽層上 的二氧化矽層，以及在該二氧化矽層與一上矽層之間的一 層，該層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽 • 所組成群組中選出的一材料。 本發明亦提供與上述方法相關的半導體晶圓、半導體 裝置、以及電腦系統。在下文中，將參照實施例及附圖而 詳細說明本發明之優點及其他特徵。 【實施方式】 本發明揭露出一種製造絕緣層上覆矽（SOI)晶圓方 法的實施例，該晶圓具有覆在絕緣層上的一蝕刻停止層。 ® 同樣被揭露的是具有覆在絕緣層上之蝕刻停止層的SOI晶 圓，其中該絕緣層包含二氧化矽（Si〇2 )。在一實施例中 ，該蝕刻停止層包含氮化矽（Si3N4 )。在另一實施例中 ，該蝕刻停止層包含摻雜氮的二氧化矽。在進一步實施例 中，該蝕刻停止層包含氧氮化矽（si(x)0(Y)N(z))。在仍 進一步實施例中，該蝕刻停止層包含氮化矽、摻雜氮的二 氧化矽以及氧氮化矽的其中兩個或更多個的組合。在另一 實施例中，氮濃度會在整個蝕刻停止層厚度中（以及’或 許，在S 01晶圓的其他層內）改變。被揭露的s 01晶圓可 (4) 1295078 提供氧化物絕緣層的電性隔離特性以及蝕刻停止層的蝕刻 停止能力兩者。 在圖1 A與1 B中所顯示的係爲具有覆在絕緣層上的蝕 刻停止層之SOI晶圓100。參考這些圖式，SOI晶圓100 包含半導體材料基底層Π0、覆在基底層11〇上的絕緣材 料層120、覆在絕緣層120上的蝕刻停止層130、以及覆 在蝕刻停止層1 3 0上的半導體材料上層1 4 0。在一實施例 # 中，半導體材料（基底層11〇與上層140)包含矽，且絕 緣層120包含二氧化矽（Si 02 )。在一實施例中，蝕刻停 止層130包含氮化矽（Si3N4 )。不過，蝕刻停止層130 可能不包含化學計量明顯的氮化矽材料，且在其他實施例 中，氮濃度會在整個蝕刻停止層厚度中改變（且氮濃度亦 可在S 01晶圓1 0 0的其他層內改變）。因此，例如，在其 它實施例中，蝕刻停止層包含摻雜氮的二氧化矽，且在進 一步實施例中，蝕刻停止層包含氧氮化矽（Si(x)0(Y)N(z) # )。在仍進一步實施例中，該飩刻停止層包含氮化矽、摻 雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽的其中兩個或更多個的組合 〇 在一實施例中，絕緣層120的厚度在約300-25 00埃 之間，飩刻停止層130的厚度在約3-200埃之間，上半導 體層140的厚度在約30-2000埃之間。在一實施例中，就 300 mm的晶圓而言，SOI晶圓1〇〇的整體厚度大約775 μιυ 。在進一步實施例中，蝕刻停止層130實質覆在整個（或 者大部分的）絕緣層1 20上，且在進一步實施例中，上半 -8- (5) 1295078 導體層140實質覆在整個（或者大部分的）触刻停止層 1 30 上。 在其他實施例中，基底半導體層110、絕緣層120、 蝕刻停止層130與上半導體層140包含除了上述以外的材 料。例如，在其他實施例中，蝕刻停止層可藉由摻雜或植 入氮以外的物質來形成。因此，應該理解的是，所揭露的 實施例並不限於包括氮的蝕刻停止層，且進一步地，其他 φ 蝕刻停止材料亦屬於所揭露實施例的範圍內。再者，應該 理解到的是，所揭露的蝕刻停止層會進行（替代）除了蝕 刻停止以外的其他功能。例如，所揭露出覆在埋設氧化物 層上之含氮層的功能亦如同一擴散阻障（例如，如一摻雜 物擴散阻障，以促進上半導體層1 40的摻雜）。 在另一實施例中，如圖1A所示，用於許多晶粒102 的積體電路可被形成在SOI晶圓100上。每一晶粒102的 積體電路可被形成在上半導體層140中，且在形成電路的 Φ 期間內，底層1 3 0的作用如同蝕刻停止（例如，在形成絕 緣溝渠等等的期間內作爲一蝕刻停止）。雖然爲了簡化說 明沒有顯示於圖中，但是許多金屬化層（每一金屬化層藉 由介電層而與相鄰層隔開）可被形成在晶圓1 〇〇上，以產 生每一晶粒102的互連結構。最後，每一晶粒102可自晶 圓100被獨立化，且每一晶粒102可用某些方式來包裝， 以整合入下一階組件內（例如，電路板、電腦系統、無線 通信裝置等等）。 所揭露的實施例包含形成覆在SOI晶圓之埋設氧化物 (6) 1295078 層（或其他絕緣層）的蝕刻停止層之種種方法。圖2所說 明的係爲在SOI晶圓中形成蝕刻停止層之方法200的一種 實施例。圖2所示方法200的實施例係被進一步顯示於圖 3A至3C的槪要圖以及圖4中，且應該參考在文中的這些 圖式。 首先參考圖3A，其係顯示SOI晶圓3 00的實施例。 此晶圓3 00包括基底矽層3 1 0、覆在基底層3 1 0上的二氧 • 化矽層320、以及上矽層340。圖3A的SOI晶圓300可藉 由任何合適的製程來形成，譬如例如晶圓接合或SIMOX。 如圖2之方塊2 1 0所陳述的，氮會被植入到SOI晶圓 內。此乃顯示於圖3B中，在此氮已被植入到圖3A之SOI 晶圓3 00的區域3 90內。應該理解到的是，區域390係代 表以植入氮爲目標的區域，且實際上，氮可被植入到晶圓 3 00的額外部分。例如，將於下文所描述的，氮濃度可從 上矽層340表面附近的小量，改變到晶圓中較下方部分的 • 最大濃度，並再度改變到晶圓內甚至更深的小量。舉例來 說，最大濃度可發生在上矽層340與二氧化矽層320之間 的介面上，或者最大氮濃度可發生在二氧化矽層320內的 某一點上。 氮可在使用任何適當植入設備的任何適當情況下被植 入。在一實施例中，氮的植入係以升高溫度來進行，以增 加氮濃度，同時減少在上矽層3 40中損壞的可能性。例如 ，根據一實施例，氮的植入係在最高達到攝氏45 0度的範 圍中進行。 -10- (7) 1295078 如將於以下所描述，被植入的氮將可使用來形成蝕刻 停止層。根據某些實施例，此蝕刻停止層包含氮化矽、摻 雜氮的二氧化矽或者氧氮化矽（或者這些材料的組合）。 影響此蝕刻停止層特性的兩因子包括最大氮濃度，與以接 受最大氮劑量爲目標的區域或深度。這會進一步顯示於圖 4，其係顯示爲晶圓深度函數的氮濃度。根據一實施例， 最大濃度的氮係被植入在埋設氧化物層與上矽層之間的介 φ 面上。此乃由曲線490a所顯示，其係在埋設氧化物層420 與上矽層440之間的介面上具有最大氮濃度。在另一實施 例中，最大濃度的氮係被植入在埋設氧化物層內。此乃由 曲線490b所顯示，其係在二氧化矽層420內的某位置上 具有最大氮濃度。在一實施例中，氮的最大濃度係在最高 達到102()atoms/cm3的範圍內。 以在埋設氧化物層與上矽層之間介面的最大氮濃度爲 目標，可提供在埋設氧化物層上氮化矽的最大厚度，然而 # ，以在埋設氧化物層內之區域上的最大氮濃度爲目標，卻 可能降低在上矽層中的氮濃度。最大氮濃度與以接受最大 濃度爲目標的區域將是SOI晶圓之希望特性的函數，而且 這些變數以及其他變數，譬如植入條件，係可依情形被修 改到適當。 應該要注意的是，在圖4中，代表爲深度函數之氮濃 度的曲線490a、490b係已爲了能輕易說明與理解而被理 想化。例如，曲線490a、490b以大致平順且連續來顯示 ;不過，實際上，在材料層之間邊界上的氮濃度可能不連 -11 - 1295078

續。 接著參考圖2中的方塊220，進行一退火製程，以形 成蝕刻停止層。此乃顯示於圖3 C中，在此一蝕刻停止層 3 3 0已經被形成在S Ο I晶圓3 0 0中，此蝕刻停止層配置在 埋設氧化物層320上以及上矽層3 40下。根據一實施例’ 在退火期間內提高溫度的同時，氮化物沈澱物則開始形成 ，且這些沈澱物將聚集來自周圍矽的氮。因此，隨著持續 • 加熱，氮的擴散與/或重新分佈會發生，且氮化矽層會形 成在上矽層340與埋設氧化物層320之間的介面上。 不過，如上述，蝕刻停止層可能不會包.含化學計量明 顯的氮化矽層，且氮化矽沈澱物的形成可能不會發生。再 者，在其他實施例中，所形成之蝕刻停止層的氮濃度會在 上矽層與埋設氧化物層之間的整個介面區域中連續改變。 例如，在蝕刻停止層中的最大氮濃度可發生在上矽層與埋 設氧化物層之間的介面區域，而到埋設氧化物層裡面，氮 # 濃度會衰退（而且到上矽層裡面亦會衰退）。於是，在一 實施例中，蝕刻停止層3 3 0可包含摻雜氮的二氧化矽，且 在進一步實施例中，蝕刻停止層可包含氧氮化矽。在另一 實施例中，蝕刻停止層3 3 0可包含氮化矽、摻雜氮的二氧 化矽以及氧氮化矽的其中兩個或更多個的組合。 退火以形成鈾刻停止層（由所植入氮）可在導致形成 氮化砂、摻雜氮的二氧化砂或者氧氮化砂（或者這些材料 的某種組合）的任何適當條件下進行。在一實施例中，以 大約攝氏1 2 0 0度的溫度來進行退火約2小時。根據另— -12- (9) 1295078 實施例，將SOI晶圓放置在一處理室中，其中氮可被引入 ，並在流動氮環境中進行退火。 一種形成包括蝕刻停止層之SOI晶圓之方法5 00的另 一實施例係顯示於圖5。圖所示之方法500的實施例會被 進一步顯示於圖6A至6D的槪要圖中，以及圖7，並且參 考在該文中提出的這些圖式。 首先參考圖6A，其係顯示晶圓600的實施例。在一 春實施例中，晶圓600包括包含矽的基板605。 如圖之方塊5〗0所述，氧係被植入到矽晶圓內。此乃 顯示於圖6B中，在此氧會被植入到圖6A之晶圓600的區 域680內。所植入的氧將被使用來形成一埋設氧化物層。 應該理解到的是，區域6 8 0係代表以植入氧爲目標的區域 ，且實際上，氧可被植入到晶圓600的額外部分。藉由實 例，氧濃度可從晶圓600上表面附近的小量，改變到晶圓 中較下方部分的最大濃度，並再度改變到晶圓內甚至更深 ©的小量。 氧可在使用任何適當植入設備的任何適當情況下被植 入。根據一實施例中，氧的植入係以升高溫度來進行，以 增加氧濃度，同時減少在矽基板605中損壞的可能性。藉 由實例，在一實施例中，氧的植入係在最高達到攝氏4 5 0 度的範圍中進行。最大氧濃度是以欲形成埋設氧化物層之 晶圓的該區域或深度爲目標。此乃說明於圖7，其係顯示 爲晶圓深度函數的氧濃度（氮濃度亦同樣地顯示於此圖中 ’並將說明如下）。曲線7 8 0 (虛線）代表氧濃度，而且 -13- (10) 1295078 此曲線暗示最大氧濃度位於欲形成埋設氧化物 720)的該晶圓區域內。在一實施例中，最大 最局達到l〇22atoms/cm3的範圍內。 參考圖5中的方塊520，將氮植入到晶圓 示於圖6C中，在此氮已經被植入到矽晶圓 6 9 0內。應該理解到的是，區域6 9 0係代表以 標的區域，且實際上，氮可被植入到晶圓600 • 內。例如，將於下文所描述的，氮濃度可從晶 面附近的小量，改變到晶圓中較下方部分的最 再度改變到晶圓內甚至更深的小量。舉例來說 可發生在欲變成上矽層與埋設氧化物層之間介 ’或者最大氮濃度可發生在欲變成埋設氧化物 的某一點上。 如在先前，氮可在使用任何適當植入設備 情況下被植入。在一實施例中，氮的植入係以 •進行’以增加氮濃度，同時減少對晶圓600造 能性（例如，欲變成上矽層640的該部分晶圓 如’根據一實施例，氮的植入係在最高達到攝 範圍中進行。 被植入的氮將用來形成覆在埋設氧化物層 的氧來形成）上的蝕刻停止層。在某些實施例 停止層包含氮化矽、摻雜氮的二氧化矽或者氧 者這些材料的組合）。如上述，影響氮化矽層 子包括最大氮濃度，與以接受收最大氮劑量爲 層（見項目 氧濃度是在 內。此乃顯 600的區域 植入氮爲目 的額外部分 圓6 0 0上表 大濃度，並 ，最大濃度 面的區域上 層之區域內 的任何適當 升高溫度來 成損壞的可 600 ) 〇 例 氏450度的 (欲由植入 中，此蝕刻 氮化矽（或 特性的兩因 目標的區域 -14 - (11) 1295078 或深度。這會顯示於圖7，其係顯示爲晶圓深度函數的氮 濃度（以及氧濃度）。根據一實施例，氮的最大濃度係被 植入在欲變成埋設氧化物層與上矽層之間的介面的區域。 此乃由曲線790a所顯示，其係在欲變成二氧化矽層720 與上矽層740之間介面的平面上具有最大氮濃度。在另一 實施例中，最大氮濃度係被植入在欲變成埋設氧化物層的 區域內。此乃由曲線790b所顯示，其係在欲變成埋設氧 # 化物層72 0之區域內的某位置上具有最大氮濃度。在一實 施例中，氮的最大濃度係爲在最高達到102()atoms/cm3的 範圍內。 以在埋設氧化物層與上矽層之間介面的最大氮濃度爲 目標，可提供在埋設氧化物層上氮化矽的最大厚度，然而 ，以在埋設氧化物層內之區域的最大氮濃度爲目標，卻可 能降低在上矽層中的氮濃度。如先前所暗示的，最大氮濃 度（以及最大氧濃度）與以接受收最大濃度爲目標的區域 •將是SOI晶圓之希望特性的函數，而且這些變數以及其他 變數，譬如植入條件，係可依情形被修改到適當。 應該要注意的是，在圖7中，代表爲深度函數之氮濃 度的曲線790a、790b (以及代表氧濃度的曲線7 80 )，係 已爲了能輕易說明與理解而被理想化。例如，曲線790a、 790b (與7 8 0 )以大致平順且連續來顯示；不過，實際上 ，在材料層之間邊界上的氮濃度可能不會連續。 如圖5中的方塊5 3 0所述，進行一退火製程，以形成 二氧化矽層與蝕刻停止層。此乃顯示於圖6D中，在此一 -15- (12) 1295078 二氧化砂層6 2 0與一触刻停止層6 3 0各已經被形成 SOI晶圓600。二氧化矽層620形成在以植入氧爲 該矽晶圓區域中，且蝕刻停止層6 3 0形成在二氧 6 2 0與上砂層6 4 0之間的介面區域中。因此’蝕刻 配置在埋設氧化物層620上以及上矽層640下。根 施例，在退火期間內提高溫度，氮化矽沈澱物會開 ，且這些沈澱物將聚集來自周圍矽的氮。因此’隨 φ 加熱，氮的擴散與/或重新分佈將會發生’且氮化 形成在上矽層640與正形成埋設氧化物層620之間 上。類似的機制會導致二氧化矽層的形成。 不過，如上述，蝕刻停止層可能不會包含化學 顯的氮化矽層，且氮化矽沈澱物的形成可能不會發 者，在其他實施例中，所形成鈾刻停止層的氮濃度 矽層與正形成埋設氧化物層之間的整個介面區域中 變。例如，在蝕刻停止層中的最大氮濃度會發生在 # 與埋設氧化物層之間的介面區域，而到埋設氧化物 ，氮濃度會衰退（而且到上矽層裡面亦會衰退）。 在一實施例中，鈾刻停止層330包含摻雜氮的二氧 且在進一步實施例中，蝕刻停止層包含氧氮化矽。 實施例中，飩刻停止層3 3 0可包含氮化矽、摻雜氮 化矽以及氧氮化矽的其中兩個或更多個的組合。 退火以形成二氧化矽層（由所植入氧）與蝕刻 (由所植入氮），可在導致形成二氧化矽與氮化矽 氮的二氧化矽或者氧氮化矽（或者這些材料的某種 以產生 目標的 化矽層 停止層 據一實 始形成 著持續 矽層可 的介面 計量明 生。再 會在上 連續改 上Ϊ夕層 層裡面 於是， 化矽， 在另一 的二氧 停止層 、摻雜 組合） -16- (13) 1295078 的任何適當情況下進行。在一實施例中，以大約攝氏〗3 5 0 度的溫度來進行退火約5至1 2小時之間。根據另一實施 例，將晶圓放置在一處理室中，其中氮與/或氧會被引入 ，而且退火係在流動氮與/或氧環境中進行。 參考圖，其係顯示電腦系統8 00的實施例。電腦系統 8 〇 〇包括耦合種種元件的匯流排8 0 5。匯流排8 0 5刻意代 表一或更多匯流排的集合一例如系統匯流排、週邊元件介 φ 面（PCI )匯流排、小電腦系統介面（SCSI )匯流排等 等一其係將系統8 00的元件互連。作爲單一匯流排8 05之 這些極流排的代表係爲了能夠輕易理解來提供，而且應該 理解的是，系統800並不會如此受限。通常那些熟諳該技 藝者將理解到，電腦系統8 00會具有任何適當的匯流排架 構，並可包括任何數目的匯流排與其組合。 與匯流排805耦合的係爲一處理裝置（或諸裝置） 810。該處理裝置810包含任何適當的處理裝置或系統， • 包括微處理器、網路處理器、特殊應用積體電路（ASIC ) 或者場可程式化閘陣列（FPGA )或者類似裝置。應該理 解到的是，雖然圖顯示單一處理裝置8 1 0，但是電腦系統 8 00可包括兩個或更多個處理裝置。 電腦系統800亦包括耦合匯流排8 05的系統記憶體 820，系統記憶體820則包含例如任何適當類型與數目的 記憶體，譬如靜態隨機存取記憶體（SRAM )、動態隨機 存取記憶體（DRAM )、同步DRAM ( SDRAM )或者雙倍 資料速率DRAM ( DDRDRAM )。在電腦系統800的作業 -17- (14) 1295078 期間內’作業系統與其他應用可存在於系統記憶體820中 〇 電腦系統800可進一步包括耦合匯流排805的唯讀記 憶體（ROM ) 8 30。在操作期間內，ROM 830可儲存處理 裝置8 1 0用的暫時指令與變數。系統800亦包括耦合匯流 排805的一儲存裝置（或諸裝置）840。儲存裝置840包 含任何適當的非揮發性記憶體，譬如例如硬碟驅動器。作 φ 業系統與其他程式可被儲存在儲存裝置840中。再者，存 取可移動儲存媒體（例如軟碟驅動器或CD ROM驅動器） 用的裝置850可與匯流排805耦合。 電腦系統800亦可包括與匯流排805耦合的一個或更 多個I/O (輸入/輸出）裝置860。共用輸入裝置包括鍵盤 、譬如滑鼠的點選裝置、以及其他資料登錄裝置，而共用 輸出裝置包括影像顯示器、列印裝置與聲訊輸出裝置。將 理解到的是’适些僅僅是與電腦系統800鍋合之輸入/輸 φ 出裝置種類的一些實例。 電腦系統800可進一步包括與匯流排805耦合的一網 路介面870。網路介面870包含能夠將系統800與網路耦 合的任何適當硬體、軟體或者硬體與軟體的組合（例如， 網路介面卡）。網路介面870可在任何適當的媒體上建立 與該網路（或諸網路）的連結一例如，無線、銅線、光纖 或其組合一支援經由任何適當協定一例如，TCP/IP (傳輸 控制通訊協定/網際網路通訊協定）、HTTP (超文件傳輸 通訊協定）以及其他的資訊互換。 -18- (15) 1295078 應該理解的是，圖8所示的電腦系統8 00刻意代表此 一系統的示範性實施例，且進一步地，此系統可包括許多 額外的元件，其係爲了簡化以及清楚理解而被省略。藉由 實例，系統800包括DMA (直接記憶體存取）控制器、 與處理裝置8 1 0有關的晶片組、額外的記憶體（例如，快 取記憶體）以及額外的信號線與匯流排。同樣地，應該理 解到的是，電腦系統8 00可能不會包括圖8所示的全部元 • 件。 在一實施例中，電腦系統800包括具有一積體電路晶 粒的元件，該積體電路晶粒係形成在具有蝕刻停止層，譬 如上述的氮化矽層的SOI晶圓上。例如，系統800的處理 裝置8 1 0包括此一積體電路晶粒。不過，應該理解到的是 ’系統800的其他元件（例如，網路介面870等等）可包 括具有形成在SOI晶圓上之積體電路晶粒的裝置，該SOI 晶圓則包括氮化矽蝕刻停止（或者其他蝕刻停止層）。 # 上述的詳細說明與附圖僅僅用於說明而非限制。它們 主要提供對所揭露實施例清楚且廣泛的理解，而且從那裡 沒有任何多餘的限制會被瞭解。關於在此所說明實施例的 種種添加、刪除與修改以及替代性安排，其係可由那些熟 諳該技藝者在不背離所揭露實施例的精神與附加申請專利 範圍之下想出。 【圖式簡單說明】 圖1 A係爲具有覆在埋設氧化物層之蝕刻停止層的 -19- (16) 1295078 s 〇 i晶圓之一種實施例的平面圖。 圖1B係爲圖1 A SOI晶圓的截面立視圖，其係沿著圖 1 A的線B-B擷取。 圖2係爲說明在SOI晶圓中產生蝕刻停止層之實施例 的方塊圖。 圖3 A-3C係爲說明圖2所示方法實施例的槪要圖。 圖4係爲顯示圖2所示本方法種種實施例之氮濃度對 Φ 晶圓深度的槪要圖。 圖5係爲說明一種產生具有覆在埋設氧化物之蝕刻停 止層的SOI晶圓之方法之實施例的方塊圖。 圖6A-6D係爲說明圖5所示方法之實施例的槪要圖。 圖7係爲顯示圖5所示本方法種種實施例之氮濃度與 氧濃度對晶圓深度的槪要圖。 圖8係爲顯示電腦系統實施例的槪要圖，其係包括根 據所揭露實施例形成的半導體晶粒。 【主要元件符號說明】 100 :絕緣層上覆矽晶圓 102 :晶粒 1 1 〇 :半導體材料基底層 120 :絕緣層 1 3 0 :蝕刻停止層 140 :上半導體層 2 0 0 :方法 -20- (17) 1295078

3 00 ： 310 ： 3 20 ： 3 3 0 ： 340 ： 420 ： 440 ： 490a 490b 500 ： 600 ： 605 ： 62 0 ： 63 0 ： 640 ： 680 ： 6 90 : 720 ： 740 ： 7 80 ： 790a 790b 8 00 ： 8 05 ： 絕緣層上覆矽晶圓 基底矽層 埋設的氧化物層 蝕刻停止層 上5夕層 埋設的矽層 上石夕層 :曲線 :曲線 方法 晶圓 基板 埋設的氧化物層 倉虫刻停止層 上矽層 區域 區域 二氧化砂層 上砂層 曲線 :曲線 :曲線 電腦系統 匯流排 -21 (18) 1295078 8 1 0 :處理裝置 820 :系統記憶體 8 3 0 :唯讀記憶體 840 :儲存裝置 8 5 0 :裝置 860:(輸入/輸出）裝置 870 :網路介面

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Claims (1)

1. (1) 1295078 十、申請專利範圍 1 · 一種製造半導體晶圓的方法，包含形成一蝕刻停 止層於一絕緣層上覆5夕（SOI )晶圓中，該蝕刻停止層覆 蓋在該SOI晶圓的一絕緣層上。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該蝕刻停止 層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 群組中選出的一材料。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中該蝕刻停止 層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 群組中選出的至少兩材料。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在整個蝕刻 停止層中氮濃度會改變。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中形成該蝕刻 停止層包含： 將氮植入於該S 01晶圓內；以及 將該SOI晶圓退火以形成該蝕刻停止層。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該SOI晶圓 包含多數接合層。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該SOI晶圓 的絕緣層包含由包括氧植入之製程所形成的氧化物層。 8. 一種製造半導體晶圓的方法，包含形成一絕緣層 與一蝕刻停止層於一半導體晶圓中，該鈾刻停止層係配置 在該絕緣層與一上半導體層之間。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該半導體晶 -23- (2) 1295078 圓包含矽，且該絕緣層包含二氧化矽。 1 〇·如申請專利範圍第8項之方法，其中該鈾刻停止 層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 群組中選出的一材料。 1 1 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中該蝕刻停止 層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 群組中選出的至少兩材料。 1 2 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中在整個蝕刻 停止層中氮濃度會改變。 .1 3 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中形成該蝕刻 停止層包含： 將氮植入於該半導體晶圓內；以及 將該半導體晶圓退火以形成該蝕刻停止層。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中形成該絕 緣層包含： 將氧植入到該半導體晶圓內； 其中該絕緣層係在半導體晶圓退火期間形成。 15. —種製造半導體晶圓的方法，包含： 將氮植入到一晶圓內，該晶圓包括一基底矽層、覆蓋 在該基底矽層上的一二氧化矽層，以及覆蓋在該二氧化矽 層上的上矽層；以及 將該晶圓退火，以在該上矽層與該絕緣層之間形成一 層，該層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽 所組成群組中選出的一材料。 -24- (3) 1295078 1 6·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該層包括 從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成群組中 選出的至少兩材料。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中在該上矽 層與該二氧化矽層之間的介面上植入氮的濃度最大。 1 8 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中在該二氧 化矽層中植入氮的濃度最大。 • 1 9 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，進一步包含在 該上矽層中形成多數晶粒的積體電路。 20·如申請專利範圍第1 9項之方法，其中形成在該 二氧化矽層與該上矽層之間之該層作用如同一蝕刻停止。 2 1 · —種製造半導體晶圓的方法，包含： 將氧植入到一晶圓內，其中該晶圓包含矽； 將氮植入到該晶圓內；以及 將該晶圓退火，以形成覆蓋在一基底矽層上的二氧化 •矽層，以及在該二氧化矽層與一上矽層之間的一層，該層 包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成群 組中選出的一材料。 22.如申請專利範圍第21項之方法，其中該層包含 從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成群組中 選出的至少兩材料。 23·如申請專利範圍第21項之方法，其中在該上矽 層與該二氧化矽層之間欲形成一介面的區域上植入氮的濃 度最大。 -25- (4) 1295078 2 4.如申請專利軔圍桌2 1項之方法，其中在欲形成 該二氧化矽層的區域中所植入氮的濃度最大。 25.如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含在 該上矽層中形成多數晶粒的積體電路。 2 6·如申請專利範圍第2 5項之方法，其中在該二氧 化矽層與該上矽層之間之該層作用如同一蝕刻停止。 27· —種半導體晶圓，包含： φ 一基底層，包含一半導體材料； 一絕緣材料層，覆蓋在該基底層上； 一蝕刻停止層，覆蓋在該絕緣層上；以及 一上層’包含該半導體材料且覆蓋在該蝕刻停止層上 〇 28·如申請專利範圍第27項之晶圓，其中該半導體 材料包含砂’且該絕緣材料包含二氧化砂。 29·如申請專利範圍第27項之晶圓，其中該蝕刻停 •止層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組 成群組中選出的一材料。 3 0 ·如申請專利範圍第2 7項之晶圓，其中該蝕刻停 止層包含從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組 成群組中選出的至少兩材料。 3 1 · —種晶圓，包含： 一基底砂層； 一二氧化矽層，覆蓋在該基底矽層上； 一上矽層，配置在該二氧化矽層上；以及 -26- (5) 1295078 配置在該二氧化矽與該上矽層之間的一層，該層包括 從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成群組中 選出的一材料。 32. 如申請專利範圍第31項之晶圓，其中配置在該 二氧化矽與該上矽層之間的該層包含從氮化矽、摻雜氮的 二氧化矽以及氧氮化矽所組成群組中選出的至少兩材料。 33. 如申請專利範圍第3 1項之晶圓，其中配置在該 φ 二氧化矽與該上矽層之間該層作用如同一蝕刻停止。 34. —半導體裝置，包含： 一晶粒，該晶粒包括 一基底層，包含砂， 一絕緣層，覆蓋在該基底層上，該絕緣層包含二 氧化砂， 一蝕刻停止層，覆蓋在該絕緣層上，該蝕刻停止 層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 # 群組中選出的一材料，以及 一上層’包含矽且覆蓋在該蝕刻停止層上；以及 至少一電路元件，形成於該上矽層中。 35·如申請專利範圍第34項之半導體裝置，其中該 蝕刻停止層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化 矽所組成群組中選出的至少兩材料。 36·如申請專利範圍第34項之半導體裝置，其中該 至少一電路元件包含一電晶體。 37·如申請專利範圍第34項之半導體裝置，其中該 -27- (6) 1295078 至少一電路元件包含部份的處理系統。 3 8. —種電腦系統，包含： 一處理裝置，該處理裝置包含一晶粒，該晶粒包括 一基底層，包含砂， 一絕緣層，覆蓋在該基底層上，該絕緣層包含二 氧化砂， 一蝕刻停止層，覆蓋在該絕緣層上，該蝕刻停止 φ 層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽所組成 群組中選出的一材料，以及 一上層，包含矽且覆蓋在該蝕刻停止層上；以及 一記憶體裝置，耦合該處理裝置。 39.如申請專利範圍第38項之電腦系統，其中該蝕 刻停止層包括從氮化矽、摻雜氮的二氧化矽以及氧氮化矽 所組成群組中選出的至少兩材料。 40·如申請專利範圍第38項之電腦系統，進一步包含 •耦合該處理裝置的一網路介面。 -28-