專利名稱：基于機械彎曲臺的SiN埋絕緣層上單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體材料制作工藝技術(shù)。具體的說是一種基于SiN(氮化鋁)埋絕緣層的單軸應(yīng)變SGOI (Silicon Germanium On hsulater，絕緣層上鍺硅)晶圓制作的新方法，可用于制作超高速、低功耗、抗輻照半導(dǎo)體器件與集成電路所需的SGOI晶圓，能顯著增強SGOI晶圓的電子遷移率與空穴遷移率，提高SGOI器件與電路的電學(xué)性能。
背景技術(shù)：
應(yīng)變SiGe (鍺硅)以其器件與電路的工作頻率高、功耗小、比GaAs價廉、與Si CMOS工藝兼容、成本低等諸多優(yōu)點，在微波器件、移動通信、高頻電路等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景和競爭優(yōu)勢。SiGe還是極優(yōu)異的光電材料，在探測器、調(diào)制器、光波導(dǎo)、光發(fā)射器、太陽電池、光電集成等方面有著廣泛的應(yīng)用。與體Si相比，SOI (Silicon On hsulater，埋絕緣層上硅)器件與電路具有功耗低、抗干擾能力強、集成密度高、速度高、寄生電容小、工藝簡單、抗輻照能力強、并可徹底消除體硅CMOS的閂鎖效應(yīng)等優(yōu)點，在高速、低功耗、抗輻照等器件與電路領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，是 21世紀(jì)Si集成電路技術(shù)的發(fā)展方向。SSGOI (Strained Silicon Germanium On hsulater，埋絕緣層上應(yīng)變鍺硅)結(jié)合了應(yīng)變SiGe和SOI的優(yōu)點，為研發(fā)新型的超高速、低功耗、抗輻射、高集成度硅基器件和芯片提供一種新的解決方案，在光電集成、系統(tǒng)級芯片等方面也有著重要的應(yīng)用前景。SGOI晶圓的埋絕緣層通常是SiO2(二氧化硅)，其熱導(dǎo)率僅為硅的百分之一，阻礙了 SGOI在高溫、大功率方面的應(yīng)用；其介電常數(shù)僅為3. 9，易導(dǎo)致信號傳輸丟失，也阻礙了 SGOI材料在高密度、高功率集成電路中的應(yīng)用。而用SiN取代SW2的SGOI具有更好的絕緣性和散熱性，已廣泛應(yīng)用在高溫、大功耗集成電路中。傳統(tǒng)的應(yīng)變SGOI是基于SOI晶圓的雙軸壓應(yīng)變，即在SOI晶圓上直接生長應(yīng)變 SiGe,或先在SOI晶圓上生長Ge組分漸變的SiGe層作虛襯底，再在該SiGe層上外延生長所需的應(yīng)變SiGe層。傳統(tǒng)應(yīng)變SGOI的主要缺點是位錯密度高、只能是雙軸壓應(yīng)變、遷移率提升不高、SiGe虛襯底增加了熱開銷和制作成本、SiGe虛襯底嚴(yán)重影響了器件與電路的散熱、應(yīng)變SiGe層臨界厚度受Ge組分限制、高場下的空穴遷移率提升會退化等。C. Himcinschi于2007年提出了單軸應(yīng)變SOI晶圓的制作技術(shù)，參見[1] C. Himcinschi. , I. Radu, F. Muster, R. Singh, Μ. Reiche, Μ. Petzold, U. Go “ sele, S. H. Christiansen, Uniaxially strained silicon by wafer bonding and layer transfer, Solid-State Electronics,51 (2007)226-230 ; [2]C. Himcinschi, M. Reiche, R.Scholz,S. H. Christiansen,and U. Gosele,Compressive uniaxially strained silicon on insulator by prestrained wafer bonding and layer transferAPPLIED, PHYSICS LETTERS 90,231909(2007)。該技術(shù)的工藝原理與步驟如圖1和圖2所示，其單軸張應(yīng)變SOI的制作工藝步驟描述如下1.先將4英寸Si晶圓片1熱氧化，再將該氧化片注入H+(氫離子)。2.將注H+的氧化片1放在弧形彎曲臺上，通過外壓桿將其彎曲，與弧形臺面緊密貼合；隨后將3英寸Si片2沿相同彎曲方向放置在彎曲的H+的氧化片1上，通過內(nèi)壓桿將其彎曲，與H+的氧化片1緊密貼合；3.將彎曲臺放置在退火爐中，在200°C下退火15小時。4.從彎曲臺上取下彎曲的并已鍵合的兩個Si晶圓片，重新放入退火爐中，在 500°C下退火1小時，完成智能剝離，并最終形成單軸應(yīng)變SGOI晶圓。該技術(shù)的主要缺點是1)工藝步驟復(fù)雜該方法必須經(jīng)歷熱氧化、H+離子注入、剝離退火等必不可少的主要工藝及其相關(guān)步驟。2)彎曲溫度受限由于是在智能剝離前進行鍵合與彎曲退火，受注H+剝離溫度的限制，其彎曲退火溫度不能高于300°C，否則將在彎曲退火過程中發(fā)生剝離，使Si片破碎。3)制作周期長額外的熱氧化、H+離子注入、剝離退火等工藝步驟增加了其制作的時間。4)成品率低該方法是用兩片重疊的硅晶圓片進行機械彎曲與鍵合，且又在彎曲狀態(tài)下進行高溫剝離，硅晶圓片很容易破碎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提出一種基于SiN埋絕緣層的單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制作方法，以降低應(yīng)變SGOI晶圓的制作成本、提高應(yīng)變SGOI器件與集成電路的散熱性能、絕緣性能和集成度，滿足微電子技術(shù)領(lǐng)域、特別是超高速、低功耗、抗輻照及大功率器件與集成電路對應(yīng)變SGOI晶圓的需求。采用如下技術(shù)方案一種基于SiN埋絕緣層的機械致單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制作方法，包括以下步驟 DSGOI晶圓頂層SiGe層面向上或向下放置在弧形彎曲臺上；幻兩根圓柱形不銹鋼壓桿分別水平放置在SGOI晶圓兩端，距SGOI晶圓邊緣Icm ；3)緩慢旋動連接壓桿的螺帽，使SGOI 晶圓沿弧形臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓完全與弧形臺面貼合；4)載有SGOI晶圓的弧形彎曲臺放置在退火爐中進行退火，退火溫度在250°C至1250°C范圍內(nèi)可任意選擇。例如， 可在250°C下退火10小時，也可在800°C下退火3小時力)退火結(jié)束后緩慢降溫至室溫，取出載有SGOI片的弧形彎曲臺；6)旋動連接壓桿的螺帽，將壓桿緩慢提升，直至彎曲的SGOI 晶圓回復(fù)原狀。載有SGOI晶圓的彎曲臺在退火爐中進行退火的溫度最低為300°C，以保證 SGOI晶圓中的SiN埋絕緣層在此過程中的形變能夠超過其屈服強度，發(fā)生塑性形變；根據(jù) SiGe層中Ge組分的不同，最高退火溫度上限為1250°C，接近Si的熔點；最高退火溫度下限為900°C，接近Ge的熔點。但最高退火溫度不得高于機械彎曲臺的形變溫度。所述的的制作方法，所述的弧形彎曲臺的曲率半徑可從1. 2m到0. 4m連續(xù)變化，其對應(yīng)制作不同應(yīng)變量的單軸應(yīng)變SGOI晶圓。所述的的制作方法，所述步驟4)的退火工藝為在250°C下退火10小時；或者在 800°C下退火3小時；或者在1250°C下退火2小時。所述的的制作方法，所述SGOI晶圓為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸的SGOI晶圓。本發(fā)明的技術(shù)原理成品的SGOI片頂層SiGe層面向上放置在圓弧形臺面上進行機械彎曲，然后熱退火。根據(jù)材料彈塑性力學(xué)原理，受長時間彎曲形變熱處理的作用，處于SGOI晶圓中性面上部的SiN層和頂層SiGe層將沿彎曲方向發(fā)生單軸拉伸形變，其晶格常數(shù)將變大，即發(fā)生所謂的單軸張應(yīng)變。同時，在SGOI晶圓內(nèi)部儲存了一定的彈性勢能。當(dāng)退火結(jié)束去除機械外力后，在此彈性勢能作用下，SGOI晶圓會發(fā)生回彈，即由彎曲狀態(tài)回復(fù)到原態(tài)，如圖3所示。但復(fù)原的SGOI晶圓中頂層SiGe層卻保留了一定量的張應(yīng)變。這是因為在彎曲熱退火處理時，設(shè)定了合適的退火溫度與時間，保證所施加的機械外力能超過SiN的屈服強度但小于Si襯底的屈服強度，使SiN發(fā)生塑性形變，而Si襯底始終是彈性形變。塑性形變的SiN埋絕緣層在SGOI晶圓回彈復(fù)原時不可能完全回彈，仍保持一定量的張應(yīng)變。而頂層 SiGe受塑性形變SiN埋絕緣層的拉持作用，也不能完全回彈，最終形成單軸張應(yīng)變SGOI晶圓。同理，若將SGOI晶圓頂層SiGe層面向下放置在圓弧形臺面上進行機械彎曲與熱退火，由于頂層SiGe層處于SGOI晶圓中性面的下部，在彎曲退火時其晶格將被壓縮，晶格常數(shù)變小，最終可得到單軸壓應(yīng)變SGOI晶圓。相對于現(xiàn)有單軸應(yīng)變SOI技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)熱性能良好與傳統(tǒng)基于SiGe虛襯底的應(yīng)變SGOI晶圓相比，本發(fā)明制作的單軸應(yīng)變SOI晶圓無厚厚的SiGe緩沖層，可降低其器件與電路的熱開銷，其SiN埋絕緣層又使其器件與電路具有良好的散熱性能。2)應(yīng)變效果好與現(xiàn)有相似的技術(shù)相比，同樣彎曲度下，本發(fā)明的應(yīng)變量高，因而可獲得更高的電子和空穴遷移率。3)表面粗糙度小本發(fā)明無需通過剝離工藝制作單軸應(yīng)變SG0I，因而其頂層SiGe 薄膜單晶的表面粗糙度遠小于與現(xiàn)有相似技術(shù)的表面粗糙度。4)退火溫度范圍大相對現(xiàn)有單軸應(yīng)變SOI技術(shù)的200°C到300°C退火溫度范圍， 本發(fā)明的退火溫度從最低的250°C到最高的1250°C，可任意選擇。5)制作設(shè)備少且可自制只需彎曲臺和退火爐兩臺設(shè)備即可實現(xiàn)本發(fā)明，而且彎曲臺可自制。6)制作工藝簡單與現(xiàn)有相似的技術(shù)相比，沒有熱氧化、離子注入、高溫剝離等額外的工藝，僅有機械彎曲和熱退火兩個工藝步驟。


圖1為現(xiàn)有單軸張應(yīng)變SGOI原理與工藝步驟；圖2為現(xiàn)有單軸壓應(yīng)變SGOI原理與工藝步驟；圖3為本發(fā)明單軸張應(yīng)變SGOI晶圓制作原理及工藝步驟；圖4為本發(fā)明單軸壓應(yīng)變SGOI晶圓制作原理及工藝步驟；I-Si襯底，2-SiN埋絕緣層，3-頂層SiGe層。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1 :4英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制備USGOI晶圓片選擇4英寸(100)或(110)晶圓片((100)或(110)指的是SGOI晶圓晶體表面的某個晶面)，Si襯底厚0. 4mm, SiN埋絕緣層厚500nm，頂層SiGe層厚500nm。SGOI晶圓直徑選擇SG0I晶圓的直徑越大，其彎曲的最小彎曲半徑就越小，得到的單軸應(yīng)變SGOI晶圓的應(yīng)變量也就越大，最終單軸應(yīng)變SGOI晶圓的電子遷移率和空穴遷移率的增強也就越高。對于本發(fā)明所制作的基于SiN埋絕緣層的單軸應(yīng)變SGOI晶圓而言， 根據(jù)其SGOI器件與電路的不同工藝，可選擇從英寸到12英寸的不同直徑SGOI晶圓片。SGOI晶圓晶面與晶向選擇對于本發(fā)明所制作的張應(yīng)變SGOI晶圓而言，應(yīng)選擇 (100)晶面，彎曲方向應(yīng)選擇<110>晶向(<110>指的是晶圓片表面的某個晶向，通常也是器件的溝道方向)，可獲得最大的電子遷移率提升。對于本發(fā)明所制作的壓應(yīng)變SGOI晶圓而言，應(yīng)選擇(110)晶面，彎曲方向應(yīng)選擇<100>晶向，可獲得最大的空穴遷移率提升。SGOI晶圓Si襯底厚度選擇Si襯底的厚度越薄，其SGOI晶圓的最小彎曲半徑就小，得到的單軸張應(yīng)變SGOI晶圓的應(yīng)變量也就越大。對于本發(fā)明所制作的基于SiN埋絕緣層的單軸應(yīng)變SGOI晶圓而言，根據(jù)其SGOI器件與電路的不同結(jié)構(gòu)及其工藝，可選擇不同Si 襯底厚度的SGOI晶圓。SGOI晶圓頂層SiGe層厚度選擇根據(jù)其SGOI器件與電路的不同結(jié)構(gòu)，可選擇不同頂層SiGe厚度的SGOI晶圓片。若本發(fā)明所制作的基于SiN埋絕緣層的應(yīng)變SGOI 晶圓應(yīng)用于HBT (異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)器件，則頂層SiGe厚度不能低于300nm ；若應(yīng)用于 BiCMOS (雙極互補金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)電路，則頂層SiGe厚度不能超過200nm ；SGOI晶圓片SiN絕緣層厚度選擇根據(jù)SGOI器件與電路的不同結(jié)構(gòu)，可選擇不同 SiN絕緣層厚度的SGOI晶圓片。若本發(fā)明所制作的基于SiN埋絕緣層的應(yīng)變SGOI晶圓應(yīng)用于HBT (異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)器件，則SiN絕緣層厚度不低于SOOnm ；若應(yīng)用于BiCMOS電路，則SW2絕緣層厚度不超過200nm ；彎曲臺材料選擇彎曲臺材料主要是根據(jù)退火溫度來選擇，要保證彎曲臺在最高退火溫度下不變形。對于本發(fā)明所采用的基于SiN埋絕緣層的SGOI晶圓而言，由于其頂層 SiGe半導(dǎo)體材料的Ge組分通常不超過30%，其最高退火溫度為1000°C，因此彎曲臺材料采用ZG40Cr25Ni20耐熱鋼材料。若其頂層SiGe半導(dǎo)體材料的Ge組分低于10%，其最高退火溫度為1250°C，則彎曲臺材料應(yīng)采用耐高溫的金屬鉬。2、彎曲曲率半徑選擇根據(jù)選擇的SGOI晶圓片，選擇彎曲臺曲率半徑為lm。彎曲臺的曲率半徑是根據(jù)SGOI晶圓片的直徑和厚度來選擇。相同SGOI晶圓片尺寸下，薄SGOI 晶圓片的最小彎曲半徑比厚SGOI晶圓片的要小。相同厚度下，大尺寸SGOI晶圓的最小彎曲半徑比小尺寸SGOI晶圓片的要小。對于本發(fā)明所制作的基于SiN埋絕緣層的張應(yīng)變SGOI 晶圓而言，其4英寸SGOI晶圓的彎曲半徑范圍為0. 50m-l.aii，其6英寸SGOI晶圓的彎曲半徑范圍為0. 45m-1. an，，其8英寸SGOI晶圓彎曲半徑范圍為0. 4m-1. &ι，，其12英寸SGOI 晶圓彎曲半徑范圍為0. 35m-l. an。3、SGOI晶圓片彎曲工藝步驟1)將SGOI晶圓片頂層SiGe層面向上(或向下，向上為張應(yīng)變，如圖3，向下為壓應(yīng)變，如圖4，下同)放置在弧形彎曲臺上，其彎曲方向與<110>或<100>方向平行；2)彎曲臺上的兩根圓柱形水平壓桿分別水平放置在SGOI晶圓片兩端，距離其邊緣1厘米；3)旋動彎曲臺上其中一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片一端先固定；
4)再緩慢旋動另一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片沿弧形彎曲臺臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓片完全與弧形彎曲臺臺面完全貼合。4、退火工藝步驟1)退火溫度250°C ；2)升溫速率5°C /分鐘；3)退火時間10小時；4)降溫速率:5V /分鐘；5、卸架待爐溫降至室溫，取出彎曲臺。同時緩慢旋動彎曲臺兩端兩個壓桿的頂桿螺帽，使水平壓桿同時緩慢提升，直至壓桿完全脫離SGOI晶圓片。通過上述工藝步驟，可得到基于SiN埋絕緣層的4英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓片。實施例2 5英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制備USGOI晶圓片選擇5英寸(100)或(110)晶面，Si襯底厚0. 55mm，SiN埋絕緣層厚 300nm，頂層 SiGe 厚 50nm。2、彎曲曲率半徑選擇根據(jù)選擇的SGOI晶圓片，選擇彎曲臺曲率半徑為0. 75m。3、SGOI晶圓片彎曲工藝步驟1)將SGOI晶圓片頂層Si層面向上(或向下)放置在清潔的彎曲臺上，其<110> 或<100>方向與彎曲方向平行，如圖3或圖4所示；2)彎曲臺上的兩根圓柱形水平壓桿分別水平放置在SGOI晶圓片兩端，距離其邊緣1厘米；3)旋動彎曲臺上其中一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片一端先固定；4)再緩慢旋動另一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片沿弧形彎曲臺臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓片完全與弧形彎曲臺臺面完全貼合。4、退火工藝步驟1)退火溫度800°C ；2)升溫速率5°C /分鐘；3)退火時間3小時；4)降溫速率4°C /分鐘；5、卸架待爐溫降至室溫，取出彎曲臺。同時緩慢旋動彎曲臺兩端兩個壓桿的頂桿螺帽，使水平壓桿同時緩慢提升，直至壓桿完全脫離SGOI晶圓片。通過上述工藝步驟，可得到基于SiN埋絕緣層的5英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓片。實施例3 8英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制備USGOI晶圓片選擇8英寸(100)或(110)晶面，Si襯底厚0. 68mm，SiN埋絕緣層厚 lOOOnm，頂層 SiGe 厚 lOOOnm。2、彎曲曲率半徑選擇根據(jù)選擇的SGOI晶圓片，選擇彎曲臺曲率半徑為0. 5m。3、SGOI晶圓片彎曲工藝步驟1)將SGOI晶圓片頂層SiGe層面向上(或向下)放置在弧形彎曲臺上，其彎曲方向與<110>或<100>方向平行，如圖3或圖4所示；2)彎曲臺上的兩根圓柱形水平壓桿分別水平放置在SGOI晶圓片兩端，距離其邊緣1厘米；
3)旋動彎曲臺上其中一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片一端先固定；4)再緩慢旋動另一個壓桿的頂桿螺帽，使SGOI晶圓片沿弧形彎曲臺臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓片完全與弧形彎曲臺臺面完全貼合。4、退火工藝步驟1)退火溫度1250°C ；2)升溫速率3°C /分鐘；3)退火時間2小時；4)降溫速率3°C /分鐘；5、卸架待爐溫降至室溫，取出彎曲臺。同時緩慢旋動彎曲臺兩端兩個壓桿的頂桿螺帽，使水平壓桿同時緩慢提升，直至壓桿完全脫離SGOI晶圓片。通過上述工藝步驟，可得到基于SiN埋絕緣層的8英寸單軸應(yīng)變SGOI晶圓片。為了使本發(fā)明的敘述更清晰，以下將對諸多細節(jié)作出具體說明。例如具體結(jié)構(gòu)、成分、材料、尺寸、工藝過程和技術(shù)。本發(fā)明所用弧形彎曲臺采用ZG40Cr25Ni20耐熱鋼材料或金屬鉬材料，這是為了保證彎曲臺在最高退火溫度下不變形。除此之外，本發(fā)明所用彎曲臺也可采用其他易于機械加工、光潔度較高和耐高溫的一切材質(zhì)來制作。本發(fā)明應(yīng)變SGOI晶圓底部半導(dǎo)體襯底1也可以是其他半導(dǎo)體材料，如Ge、GaAs等所有可能的半導(dǎo)體材料。本發(fā)明應(yīng)變SGOI晶圓頂層半導(dǎo)體材料3不限于SiGe半導(dǎo)體材料，也可是Si、Ge、 GaAs等所有適合制作SGOI晶圓頂層半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體材料。任何工藝方法制作的SGOI晶圓片均適于本發(fā)明制作單軸應(yīng)變SGOI晶圓，這些工藝方法包括智能剝離(Smart-cut)、注氧隔離(SIMOX)、鍵合與背腐蝕(BeSGOI)、層轉(zhuǎn)移 (eLRANT)、基于SGOI晶圓的外延生長等。本發(fā)明彎曲退火溫度和退火時間的選取原則是，保證SGOI晶圓結(jié)構(gòu)中SiN薄膜在退火過程中發(fā)生塑性形變，但SGOI晶圓中的Si襯底在退火中只能發(fā)生彈性形變。因此，根據(jù)SiN薄膜的材料熱力學(xué)特性，其最低退火溫度不得低于300°C。根據(jù)SiGe材料的熔點Ts 與Ge組分χ的關(guān)系=Ts = 1412-738x+263x2，SiGe的熔點最高為1412°C，最低為937°C。因而SGOI晶圓的最高退火溫度并不限于800°C，最高退火溫度上限可達1250°C，接近Si的熔點；最高退火溫度下限可達900°C，接近Ge的熔點。但最高退火溫度必須考慮彎曲臺材料的熱力學(xué)性能，不能高于其形變溫度。本發(fā)明的詳細說明和描述均基于優(yōu)選試驗方案，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，上述和其他形式和細節(jié)的變化并不會偏離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍。對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本發(fā)明內(nèi)容和原理后，能夠在不背離本發(fā)明的原理和范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法進行形式和細節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于機械彎曲臺的SiN埋絕緣層上單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制作方法，其特征在于，包括以下步驟1)SG0I晶圓頂層SiGe層面向上或向下放置在弧形彎曲臺上；幻兩根圓柱形不銹鋼壓桿分別水平放置在SGOI晶圓兩端，距SGOI晶圓邊緣Icm ；3)緩慢旋動連接壓桿的螺帽，使SGOI晶圓沿弧形臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓完全與弧形臺面貼合；4)載有 SGOI晶圓的弧形彎曲臺放置在退火爐中進行退火，退火溫度在250°C至1250°C范圍內(nèi)可任意選擇力)退火結(jié)束后緩慢降溫至室溫，取出載有SGOI晶圓片的弧形彎曲臺；6)旋動連接壓桿的螺帽，將壓桿緩慢提升，直至彎曲的SGOI晶圓回復(fù)原狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述的彎曲臺的曲率半徑可從 1.2m到0. ^!連續(xù)變化，其對應(yīng)制作不同應(yīng)變量的單軸應(yīng)變SGOI晶圓；彎曲臺材料采用 ZG40Cr25Ni20耐熱鋼材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟4)的退火工藝為在250°C 下退火10小時；或者在800°C下退火3小時；或者在1250°C下退火2小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述SGOI晶圓為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸的SGOI晶圓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于機械彎曲臺的SiN埋絕緣層上單軸應(yīng)變SGOI晶圓的制作方法，包括以下步驟1)SGOI晶圓頂層SiGe層面向上或向下放置在弧形彎曲臺上；2)兩根圓柱形不銹鋼壓桿分別水平放置在SGOI晶圓兩端，距SGOI晶圓邊緣1cm；3)緩慢旋動連接壓桿的螺帽，使SGOI晶圓沿弧形臺面逐漸彎曲，直至SGOI晶圓完全與弧形臺面貼合；4)載有SGOI晶圓的弧形彎曲臺放置在退火爐中進行退火；5)退火結(jié)束后緩慢降溫至室溫，取出載有SGOI晶圓片的弧形彎曲臺；6)旋動連接壓桿的螺帽，將壓桿緩慢提升，直至彎曲的SGOI晶圓回復(fù)原狀。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)熱性能優(yōu)良；2)應(yīng)變效果高；3)表面粗糙度小；4)退火溫度范圍大；5)制作設(shè)備少且可自制；6)制作工藝簡單。
文檔編號H01L21/02GK102437019SQ20111036152
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者張鶴鳴, 戴顯英, 李志 , 王曉晨, 王船寶, 邵晨峰, 郝躍 申請人:西安電子科技大學(xué)