绝缘体上硅衬底及其制备方法与流程

本申请涉及半导体衬底制备，具体涉及绝缘体上硅（silicon-on-insulator，soi）衬底及其制备方法。

背景技术：

1、绝缘体上硅衬底包括依次层叠的顶层硅层、埋氧层和支撑衬底。顶层硅层用于形成半导体器件，埋氧层用于实现顶层硅层与支撑衬底之间的电隔离，支撑衬底用于提供机械支撑。

2、顶层硅层的电学性能影响半导体器件的工作性能。电子迁移率和少数载流子寿命是表征顶层硅层电学性能的参数，分别反映载流子的输运能力和复合特性。

3、采用表面活化键合（surface activated bonding，sab）连接单晶硅层形成顶层硅层时，键合界面处会形成纳米级非晶硅界面层。非晶硅界面层的存在影响顶层硅层的电学性能。

技术实现思路

1、本申请提供一种绝缘体上硅衬底的制备方法。制备方法包括提供待处理的晶圆衬底，晶圆衬底包括支撑衬底、位于支撑衬底上的埋氧层和位于埋氧层上的顶层硅层。顶层硅层包括第一单晶硅层、非晶硅界面层和第二单晶硅层，非晶硅界面层由第一单晶硅层和第二单晶硅层经表面活化键合形成。对晶圆衬底施加脉冲激光辐照，脉冲激光的波长使脉冲激光在单晶硅中的光学穿透深度大于非晶硅界面层在顶层硅层内的埋设深度，脉冲激光到达非晶硅界面层并被非晶硅界面层吸收，以使非晶硅界面层发生再结晶，得到绝缘体上硅衬底。

2、本申请还提供一种绝缘体上硅衬底。绝缘体上硅衬底包括支撑衬底、位于支撑衬底上的埋氧层，以及位于埋氧层上的顶层硅层，顶层硅层包括第一单晶硅层、结晶硅界面区域和第二单晶硅层。结晶硅界面区域由第一单晶硅层和第二单晶硅层经表面活化键合形成的非晶硅界面层经脉冲激光辐照再结晶形成。形成结晶硅界面区域时，脉冲激光的波长使脉冲激光在单晶硅中的光学穿透深度大于非晶硅界面层在顶层硅层内的埋设深度，脉冲激光到达非晶硅界面层并被非晶硅界面层吸收。非晶硅界面层的厚度为。

1.一种绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的波长为。

3.根据权利要求2所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的波长为。

4.根据权利要求3所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述晶圆衬底在所述脉冲激光辐照之前经过预热，所述预热的温度为。

5.根据权利要求4所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为。

6.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的脉冲宽度为。

7.根据权利要求6所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的脉冲宽度为。

8.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的单脉冲能量密度为。

9.根据权利要求8所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光的单脉冲能量密度为。

10.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光辐照采用光斑扫描方式，且相邻激光脉冲的光斑部分重叠。

11.根据权利要求10所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光在入射至所述第一单晶硅层之前经过匀光处理，并在所述第一单晶硅层的表面形成能量分布均匀的光斑。

12.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述晶圆衬底在所述脉冲激光辐照之前经过预热；

13.根据权利要求2所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述非晶硅界面层的厚度为。

14.根据权利要求1所述的绝缘体上硅衬底的制备方法，其特征在于，所述顶层硅层的总厚度大于且不大于，所述第一单晶硅层的厚度为。

15.一种绝缘体上硅衬底，其特征在于，包括支撑衬底、位于所述支撑衬底上的埋氧层，以及位于所述埋氧层上的顶层硅层，所述顶层硅层包括第一单晶硅层、结晶硅界面区域和第二单晶硅层；

16.根据权利要求15所述的绝缘体上硅衬底，其特征在于，所述非晶硅界面层的厚度为。

17.根据权利要求15所述的绝缘体上硅衬底，其特征在于，所述顶层硅层的总厚度大于且不大于，所述第一单晶硅层的厚度为。