半导体晶圆及其制备方法与流程

本申请涉及半导体制备，尤其涉及半导体晶圆及其制备方法。

背景技术：

1、在射频器件的制备中，器件通常制作于绝缘体上硅（silicon on insulator，soi）结构或高阻单晶硅衬底上。为降低射频信号在衬底中的寄生功率损耗并抑制非线性失真，用于射频器件的处理衬底通常需要维持较高的有效电阻率。

2、在相关技术中，通常在单晶硅衬底与埋氧层之间沉积多晶硅电荷截止层，以维持衬底的高阻特性，进而改善射频器件性能。

3、然而，相关技术中的多晶硅电荷截止层的电荷截止能力难以满足射频器件对衬底隔离度不断提升的需求。

技术实现思路

1、本申请提供了半导体晶圆及其制备方法。通过在第一多晶硅层与第二多晶硅层之间引入具有孔洞的间隔层，使第二多晶硅层填充孔洞并通过孔洞与第一多晶硅层连接，可以增加两层多晶硅层之间的直接接触界面，从而增加电荷复合路径，有利于增强电荷截止性能。

2、本申请实施例于一方面提供了一种半导体晶圆。该半导体晶圆包括：单晶硅衬底、第一多晶硅层、间隔层及第二多晶硅层。第一多晶硅层设置于单晶硅衬底的一侧。间隔层设置于第一多晶硅层远离单晶硅衬底的一侧，间隔层上开设有多个孔洞。第二多晶硅层设置于间隔层的远离第一多晶硅层的一侧，第二多晶硅层填充多个孔洞，且第二多晶硅层通过孔洞与第一多晶硅层连接。

3、本申请实施例于另一方面提供了一种半导体晶圆的制备方法。该制备方法包括：提供单晶硅衬底；在单晶硅衬底的一侧形成第一多晶硅层；在第一多晶硅层远离单晶硅衬底的一侧形成间隔层；刻蚀间隔层，以在间隔层上开设多个孔洞，孔洞的孔壁由间隔层限定；及在间隔层远离第一多晶硅层的一侧形成第二多晶硅层，第二多晶硅层填充多个孔洞，且第二多晶硅层通过多个孔洞与第一多晶硅层连接。

4、本申请实施例提供了半导体晶圆及其制备方法。通过在第一多晶硅层与第二多晶硅层之间引入具有孔洞的间隔层，第二多晶硅层填充孔洞并通过孔洞与第一多晶硅层连接，在孔洞位置处形成两层多晶硅层之间的直接接触界面。该直接接触界面处的晶界缺陷与两层多晶硅层内部的晶界缺陷共同构成三维互联的电荷复合中心网络，从而有利于提升电荷复合中心的密度。基于此，能够降低高阻衬底在射频工作条件下的寄生功率损耗，提升射频器件的隔离度和线性度。

1.一种半导体晶圆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述间隔层包括氮化硅。

5.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述间隔层的厚度小于500nm。

6.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的半导体晶圆，其特征在于，所述第一多晶硅层及所述第二多晶硅层具有压应力，所述间隔层具有拉应力，所述间隔层的拉应力至少部分抵消所述第一多晶硅层及所述第二多晶硅层的压应力，以调控所述半导体晶圆的弓形量。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的半导体晶圆，其特征在于，所述半导体晶圆具有朝向所述单晶硅衬底一侧的翘曲形变。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的半导体晶圆，其特征在于，所述单晶硅衬底的体电阻率大于1000ω·cm。

10.一种半导体晶圆的制备方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一多晶硅层及所述第二多晶硅层具有压应力，所述间隔层具有拉应力，所述间隔层的拉应力至少部分抵消所述第一多晶硅层及所述第二多晶硅层的压应力，以调控所述半导体晶圆的弓形量。

12.根据权利要求10所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层通过化学气相沉积法形成，其中，所述化学气相沉积的温度为600℃至1000℃，压力为10pa至100pa，硅源气体包括三氯硅烷。

13.根据权利要求10所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，形成所述间隔层时，在300℃至450℃的温度下，采用原子层沉积法在所述第一多晶硅层的表面沉积氮化硅材料，且采用三甲基氨基硅烷作为硅源气体。

14.根据权利要求10所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，刻蚀所述间隔层时，采用磷酸溶液对所述间隔层进行湿法刻蚀，所述磷酸溶液的温度在140℃至180℃的范围内。

15.根据权利要求14所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，所述磷酸溶液的温度为160℃。

16.根据权利要求10所述的半导体晶圆的制备方法，其特征在于，所述单晶硅衬底的体电阻率大于1000ω·cm。