SiGe層的熱氧化及其應用的製作方法

2023-05-29 23:49:06 1

專利名稱：：SiGe層的熱氧化及其應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種氧化SiGe層的表面區域的方法。並且本發明涉及一種處理在其至少一個表面上包含半導體層的基片的方法，所述方法包括基片的退火，所述退火本身包括在氧化所述基片的表面區域的氧化氣氛下基片的氧化熱處理。
背景技術：
：這樣的方法己經存在。上面披露的基片的退火一般在控制的氣氛中進行。通常，在非氧化氣氛(氮氣、氬氣、真空……)中的退火的缺點是在半導體層(特別是矽)的表面產生點蝕現象。另一方面，在氧化氣氛中退火的缺點是會在基片的晶體結構中產生缺陷。US6403450(US'450)提出了一種解決方案，該方案使基片退火而不發生表面點蝕，同時儘可能地減少引入到基片的晶體結構中的缺陷數目。實際上，US'450提出的方法包括，在所述基片退火之前，在基片表面上產生氧化區域。在這種方法中，在退火時(所述退火在使氧化的表面區域不受影響的氣氛中進行)，氧化的表面區域可保護基片。於是，US'450提供了一種減少與基片退火相關的上述缺點的解決方案。該解決方案尤其適合SOI(絕緣體上矽)型的基片的處理。但是，近來隨著半導體基片的發展，出現了一種多層基片，該多層基片通常包含如Si等材料的支持層；和至少一層如SiGe等半導體材料的層，所述半導體材料的晶格參數不同於支持層的晶格參數。SGOI(絕緣體上矽鍺)基片是這種基片的一個例子。當然，也可以將US'450提供的通用解決方案應用在SGOI基片上。可以通過氧化物的沉積產生氧化的表面區域，從而實施該通用解決方案。但是，這將在該過程中增加沉積步驟。由於該附加的步驟會增加處理時間、複雜性和成本，所以不希望增加沉積步驟。產生氧化的表面區域的另一種方式是，"直接"氧化SGOI基片的SiGe表面(即，通過對SiGe表面進行熱處理，從而使SiGe層的表面區域氧化)。但是，如熱氧化等熱處理會對SGOI基片內產生不良影響。事實上己經知道，使SGOI基片退火(例如為了氧化其表面)會產生一些特定問題，特別是會在SGOI的SiGe層內產生位錯。因為在所述SiGe層的表面氧化區域下形成富Ge層，所以在SiGe層內產生這種位錯。事實上，退火將Ge從SiGe層的表面區域排斥到SiGe層的內部，該排斥的Ge將累積在SiGe層的表面氧化區域與下部之間的界面上。於是，這種累積形成富Ge層，該富Ge層埋在SiGe層的表面氧化區域與下面剩餘部分之間。該富Ge層的晶格參數不同於SiGe層的下面剩餘部分的晶格參數。因此，隨著SiGe層的熱氧化進行和隨著富Ge層厚度增加，由於富Ge層和下面的SiGe之間的晶格參數不匹配，該厚度將達到與出現位錯對應的值。在LeGoues等的文章("OxidationstudiesofSiGe"—J.AppliedPhysics65(4),1989年2月15日，1724，具體見partC:"Structuralcharaterization")中披露了這種局限性。因此，將US'450的通用方法應用於SGOI基片(特別是通過直接氧化應用)時存在局限性。
發明內容本發明的一個目的是提供一種不存在這些局限性的方法。本發明的另一個目的是提供一種方法，該方法通過直接熱氧化在SiGe層(特別是在SGOI基片的SiGe層)上產生氧化的表面區域，而在SiGe層的結構內不產生如位錯等缺陷。本發明的另一個目的是提供一種使例如SGOI基片等基片退火的方法，以便穩定和增強所述基片的兩層之間的粘結界面。本發明的另一個目的是提供上述的方法，該方法有利於Ge在整個SiGe層中均勻分布。採用氧化SiGe層的表面區域的方法而達到了這些目的，所述方法包括在氧化所述表面區域的氧化氣氛下SiGe層的氧化熱處理，其特徵在於，所述方法包括兩個階段*第一階段，氧化熱處理，所述氧化熱處理直接在所述SiGe層上進行，進行所述氧化熱處理以得到如下氧化區域^所述氧化區域具有足以形成覆層氧化物的足夠厚度，所述覆層氧化物可在隨後的第二階段中保護下方的SiGe不發生點蝕，並且o所述氧化區域的厚度足夠薄，以保持氧化的表面區域的厚度在閾值厚度範圍之下，所述閾值範圍是與SiGe層內的位錯的產生對應的閾值範圍，所述位錯是由於緊鄰所述氧化的表面區域下方的所述SiGe層內的富Ge區域與所述SiGe層的下部之間的晶格參數不匹配而產生的位錯，禾口，第二階段，在惰性氣氛中高溫退火，所述高溫退火在所述第一階段之後在所述SiGe層上進行，O所述SiGe層覆蓋有在所述第一階段中產生的所述氧化區域，O所述高溫退火使Ge從所述富Ge區域擴散進入所述SiGe層的下部。這種方法的優選但非限定的方案如下*用由Si02構成的表面氧化區域的形成所對應的耗熱量(thermalbudget)進行所述的氧化熱處理；所述的氧化熱處理在高於轉變溫度的溫度下進行，所述轉變溫度限定了低於所述轉變溫度的第一溫度域和高於所述轉變溫度的高溫域，在所述第一溫度域中，SiGe被氧化成SixGey(X形式的氧化物，其中z不等於0，在所述高溫域中，SiGe被氧化成Si02;，所述SiGe層含有20%的Ge，所述轉變溫度在75(TC和80CTC之間；所述閾值範圍對應的氧化的表面區域的厚度為30nm50nm;所述SiGe層包含20%的Ge，所述氧化熱處理在90(TC進行15分鐘；所述氧化熱處理在純氧氣氣氛下進行；用使Ge基本均勻地分布在整個SiGe層內以消除所述的富Ge區域的耗熱量進行所述的高溫退火；所述的高溫退火在IOO(TC和110(TC之間的溫度下進行2小時；所述的高溫退火在IIO(TC的溫度下進行。本發明還涉及一種使SGOI結構內的至少一個粘結界面穩定的穩定化方法，所述SGOI結構包含在SiGe層和支持基片之間包埋的氧化物層，所述方法的特徵在於所述的穩定化方法包括將上述的氧化方法應用於所述SGOI結構的SiGe層，在所述SGOI結構上進行所述氧化方法的氧化熱處理，以便形成覆蓋在所述SGOI結構的SiGe層表面上的保護性氧化物，從而在所述氧化方法的隨後的高溫退火時保護所述的SiGe層不發生點蝕，所述高溫退火同時使得O所述SiGe層和所述包埋的氧化物層之間的粘結界面穩定化，和/或所述支持基片和所述包埋的氧化物層之間的粘結界面穩定化，和Ge在SGOI結構的SiGe層內擴散，以便減少通式為SixGeyO,的氧化物的產生。這樣的穩定化方法的優選但非限定的方案如下-所述的氧化熱處理在高於轉變溫度的溫度下進行，所述轉變溫度限定了低於所述轉變溫度的第一溫度域和高於所述轉變溫度的高溫域，在所述第一溫度域中，SiGe被氧化成SixGeyOz形式的氧化物，其中z不等於0，在所述高溫域中，SiGe被氧化成Si02;所述SiGe層含有20%的Ge，所述氧化熱處理進行30分鐘，所述轉變溫度在75(TC和80(TC之間；，用在所述SiGe層上產生表面氧化區域所對應的耗熱量進行所述的氧化熱處理，所述表面氧化區域同時滿足-O具有足夠的厚度，以在隨後的高溫退火時保護所述的SiGe層不發生點蝕，O厚度足夠薄，以保持在所述的閾值範圍之下；所述的表面氧化區域的厚度為100埃；所述SiGe層包含20%的Ge，所述氧化熱處理在90(TC進行15分鐘；所述高溫退火在至少95(TC的溫度下進行2小時；所述高溫退火在IOOCTC和110(TC之間的溫度下進行2小時；所述高溫退火在IIO(TC的溫度下進行。並且本發明還涉及一種將SiGe層與由半導體材料製成的基片層粘結的方法，其特徵在於，在所述的SiGe層上進行上述的氧化方法，以在所述的SiGe層的表面區域中形成Si02氧化物層，然後將氧化的SiGe層與所述的基片層粘結。'在Smart-Cut(智能剝離)型工藝中，在與所述基片層粘結之前，對在表面區域中包含Si02氧化物層的所述SiGe層進行注入，以所述SiGe層的厚度上形成脆性區；在所述注入之後且在所述粘結之前，除去所述表面氧化物；，所述基片層為Si基片層；所述基片層覆蓋有氧化物層。參照附圖，閱讀本發明的優選實施方式的下列說明，將會更明顯地看出本發明的其他方面、目的和優點。圖1是本發明方法的主要基本步驟的示意圖。圖2是表示SiGe層的熱氧化的兩個溫度域的圖(氧化產生SixGeyOz(SiGe02)形式的氧化物的第一域；和氧化產生Si02形式的氧化物的第二域，從而顯示出這兩個氧化區域之間的轉變溫度)。圖3a3c是SiGe層的三個不同樣品經歷以下三種不同類型的氧化熱處理之後的截面的TEM圖像>在900。C熱氧化50分鐘(圖3a的樣品)，>在900'C熱氧化250分鐘(圖3b的樣品)，>在900。C熱氧化500分鐘(圖3c的樣品)。圖4al4a3是表示圖3a的樣品在氧化之後沒有缺陷的TEM圖像。圖4bl4b7是表示圖3b的樣品在氧化之後的結構的TEM圖像>圖4bl4b2表示樣品的富Ge區域中的缺陷，>圖4b34b5表示在樣品的所述富Ge區域與下面的SiGe之間的界面上的缺陷，>圖4b64b7表示穿過樣品的SiGe層的螺紋位錯。圖4cl4cl2是表示圖3c的樣品在氧化之後的結構的TEM圖像，這些圖特別顯示了樣品的富Ge區域中的缺陷高度集中。具體實施例方式本發明的總體特徵氧化SiGe層的表面區域的方法
技術領域：
：本發明的第一方面是氧化SiGe層的表面區域的方法，所述方法包括在氧化所述表面區域的氧化氣氛下SiGe層的氧化熱處理。該方法包括兩個階段，第一階段，氧化熱處理，所述氧化熱處理直接在所述SiGe層上進行，禾口，第二階段，高溫退火，所述高溫退火在所述第一階段之後在惰性氣氛中在所述SiGe層上進行。第一階段在氧化氣氛下進行。它可以以乾式熱氧化或溼式熱氧化進行。進行第一階段以得到SiGe層的氧化區域，該氧化區域足夠厚，以便形成覆層氧化物，所述覆層氧化物可在後面的第二階段中保護下面的SiGe不發生點蝕。並且，進行第一階段以得到SiGe層的具有限定厚度的氧化的表面區域。實際上，在這樣的方法中，SiGe層的表面氧化區域的厚度必須在閾值厚度範圍之下。所述閾值範圍是與SiGe層內的位錯的產生對應的閾值範圍，所述位錯是由於以下部分之間的晶格參數不匹配而產生的位錯在氧化熱處理時Ge遷離表面而形成的富Ge區域，和SiGe層的下面的剩餘部分。於是，本發明揭示了"閾值厚度範圍"的存在，該閾值厚度範圍是與位錯的出現對應的閾值厚度範圍。在第一階段之後，在覆蓋有第一階段產生的表面氧化區域的SiGe層上進行第二階段。該氧化的表面區域形成覆層氧化物，在後續的高溫退火時，該覆層氧化物將保護SiGe層的下部不發生點蝕。應當說明的是，在該階段，該SiGe層的"下部"(即位於表面氧化區域以下的部分)包含富Ge層。第二階段的高溫退火使Ge從該富Ge區域擴散到所述SiGe層的下部中。這樣的氧化方法可以在SiGe層的表面上產生氧化區域，同時避免點蝕和位錯。圖1表示應用於SiGe層100的該方法的兩個階段，其中，SiGe層100是結構10的一個部分，結構IO還包括支持層101(可以是例如Si)和SiGe層與支持層之間包埋的氧化物層102。結構IO通常為包含多個很薄的層的圓形晶片，在圖中這些層沒有按實際比例繪製。在第一階段中，進行氧化熱處理，以從初始SiGe層100的表面區域起產生氧化的表面區域110。如上面提及的，該表面區域足夠厚，以便在後面的高溫退火時保護SiGe層的下面的區域不發生點蝕。同時，該表面區域足夠薄，以便維持在上面提及的厚度閾值範圍之下。緊鄰氧化區域110下方的是熱氧化時Ge遷離氧化區域110而形成的富Ge區域120。SiGe層的剩餘部分130位於富Ge區域120下方。該剩餘部分由組成與初始SiGe層相同的基本純的SiGe構成。在第二階段中，對第一階段之後得到的結構實施高溫退火。高溫退火有利於Ge在區域120和130之間擴散。並且進行該高溫退火直到這種擴散完成，即，直到在不受高溫退火影響的表面氧化區域110下，兩個區域120和130形成單一的均相區域140。穩定粘結界面的方法
技術領域：
：本發明可有利地用於SiGe層與另一層之間的粘結界面的穩定化。具體來說，粘結在一起的這兩層可以是SGOI結構的兩層，氧化物層包埋在SGOI結構的SiGe層與支持層之間。這樣的構造顯示在圖1中。在本發明的這種應用中，穩定化方法包括將上面提及的氧化方法應用於SGOI結構的SiGe層。並且為了在所述氧化方法的後續的高溫退火時保護所述的SiGe層不發生點蝕，在SGOI結構上進行所述氧化方法的氧化熱處理(即第一階段)，以形成覆蓋在SGOI結構的SiGe層的表面上的保護性氧化物。氧化方法的高溫退火(第二階段)同時實現-已經粘結(具有非常低的粗糙度的兩個表面之間的簡單接觸產生的分子附著)的兩層之間的粘結界面的穩定化，該粘結界面可以是該結構的SiGe層與包埋的氧化物層之間的界面，和/或是支持基片與包埋的氧化物層之間的界面；以及'Ge在該結構的SiGe層內的擴散，以便減少包含Si、Ge禾nO的氧化物(即通式SixGeyOz的氧化物)的產生。粘結方法
技術領域：
：本發明的另一有利的應用是SiGe層與用半導體材料製成的基片層的粘結方法，其中，在SiGe層上進行如上述提及的氧化方法，以在所述的SiGe層的表面區域中形成Si02氧化物層，然後使氧化的SiGe層與基片層粘結。在這樣的應用中，優選的是，進行該氧化方法，使得第一階段(氧化熱處理)的耗熱量能夠在SiGe層上形成由SiCb構成的表面氧化區域。處於待粘結的兩層之間的Si02(即待粘結的一個表面或兩個表面上的Si02)實際上有利於這些層的粘結。應用於Smart-CutTM型工藝如上面披露的，本發明可以應用於SiGe層與其他層的粘結。這樣的"其他層"可以是對應Smart-Cut型工藝的基礎(或"接受")層的基片層。在一個優選的應用中，SiGe層己被氧化以便在它的上面形成.Si02氧化區域，在與基片層粘結之前，對SiGe層進行注入，以在其厚度上形成脆性區。注入通常用如H和/或He等物種進行。在注入時，氧化的表面區域保護SiGe免受不利影響。這些不利影響具體包括被烴汙染，-注入可能在SiGe層的結構中產生開縫(channelling)。覆蓋該SiGe層的Si02表面區域實際上是無定形的，可以降低這種開縫作用。為了SiGe層與基片層的粘結，在注入之後可以使用SiGe層上的氧化的表面區域作為粘結層。另外，也可以在注入之後且在注入後的SiGe層與基片層粘結之前，除去該表面氧化區域。在這種情況中，氧化區域的主要功能是保護SiGe層免受注入的不利影響。如果在粘結之前除去表面氧化區域，這樣的除去應優選通過HF蝕刻進行。基片層通常可以為Si的基片層。並且在粘結之前，基片層本身可以被氧化物覆蓋。在注入和粘結之後，進行Smart-Cut型工藝的後續步驟(在通過注入而產生的脆性區處裂開，以及如拋光等修整)。將本發明應用在Smart-CutTM型工藝中時，能夠在SiGe頂(或"施主")層上實施這樣的工藝，而不必經歷在這樣的層上沉積氧化物的步驟。本發明的詳細特點下列解釋和細節涉及上面提及的本發明的所有方面(氧化SiGe層的表面區域的方法、穩定化方法、粘結方法)。SiGe層的Ge濃度可以為20%，使用該值作為下述的許多例子的基礎。但是，Ge濃度的該值不是限定性的。氧化熱處理(第一階段)氧化熱處理可以以乾式氧化或溼式氧化進行。它可以在純氧氣氣氛下進行。■氧化的表面區域的所需厚度的指示如上面披露的，進行氧化熱處理以同時滿足兩個條件.SiGe層的氧化的表面區域必須足夠厚，以便形成覆層氧化物，該覆層氧化物在後續的第二階段中可保護下面的SiGe不發生點蝕，但是同時該氧化的表面區域必須保持足夠薄，以便保持在出現位錯所對應的閾值厚度範圍之下。在本發明的實施方式中，SiGe層的氧化的表面區域的閾值範圍定義為30nm50nm的厚度。這特別適合包含20%的Ge的SiGe層。表面氧化區域的一個良好的值為100埃。該值也適合於包含20%的Ge的SiGe層。■由Si02製成的表面氧化區域的產生優選的是，進行氧化熱處理(第一階段)時，釆用的耗熱量對應於由Si02構成的表面氧化區域的形成。Si02實際上是對溫度穩定的氧化物(即暴露於高溫處理時它的組成不改變)，這使得它特別有利(對於經歷第二階段的高溫退火，和對於粘結目的等)。為了實現得到由Si02構成的氧化的表面區域的目的，申請人對起初相同的SGOI晶片結構(表面SiGe層具有20%的Ge)的不同氧化熱處理進行了觀察，氧化熱處理經歷相同的時間(30分鐘)，但各自的溫度不同(這些溫度在640°C860°C的範圍中)。熱處理後，觀察每個結構的氧化區域的厚度以及組成。申請人由這些觀察(特別是對氧化區域的組成的觀察)發現，可以確定氧化熱處理的轉變溫度。對於在該轉變溫度以上進行的熱處理，在該結構的SiGe層上形成的表面氧化區域為Si02。對於在該轉變溫度以下進行的熱處理，在該結構的SiGe層上形成的表面氧化區域包含Ge，且其通式為SixGeyOz。圖2顯示，在上面提及的情況(SiGe層具有20%的Ge，熱處理時間30分鐘)中，轉變溫度在75(TC和80(TC之間。該圖顯示該轉變非常明顯。在圖2中，上方的曲線表示包含20%Ge的SiGe層的表面氧化區域的厚度，該厚度是對SiGe層進行30分鐘熱處理的溫度的函數。該上方的曲線是不連續的，中斷的位置對應著轉變溫度。為了繪製圖2的曲線圖，除了測定氧化區域的厚度外，還對該區域的性質進行表徵(通過觀察氧化區域的氧化物的折射率)。上方的曲線的左側部分對應著包含SiGe02(折射率約1.48)的氧化區域。該曲線的右側部分對應著由Si02(折射率約1.45)形成的氧化區域。該圖的下方的曲線表示在Si層上形成的氧化物的厚度，該厚度是30分鐘熱處理的溫度的函數。由於在Si上形成的氧化物的性質不隨熱處理的溫度變化，所以該曲線是連續的。對於上面提及的"第一階段"的熱處理，當需要Si02作為SiGe層的表面氧化區域的材料時，在高於轉變溫度的溫度下進行熱處理，所述轉變溫度限定了低於所述轉變溫度的第一溫度域和高於所述轉變溫度的高溫域，在所述第一溫度域中，SiGe被氧化成S^GeyOz形式的氧化物，其中z不等於0，在所述高溫域中，SiGe被氧化成Si02。圖2的曲線圖涉及進行30分鐘的熱處理。但是，該處理時間不限於此。對於不同的處理時間，轉變溫度的值可以不同於圖2的上述值。例如，申請人確定，在90(TC，在包含20%Ge的SiGe層上進行熱處理15分鐘時，得到沒有明顯位錯或點蝕的氧化的SiGe層。該最後的例子還很好地適用於包含所述SiGe層的SGOI的穩定化方法。高溫退火(第二階段)用使Ge基本均勻地分布在整個SiGe層內的耗熱量進行第二臉段的高溫退火，由此消除所述的富Ge區域。該退火在惰性氣氛中進行。對於包含20%的Ge的SiGe層，這樣的耗熱量通常對應著在高於950'C的溫度下退火2小時。更確切地說，在IOO(TC和110(TC之間的溫度下退火2小時是特別有利的。進一步確切地說，在noo。c退火2小時是特別優選的，這是由於申請人觀察到，為了達到能夠獲得高粘結能(2J/m2)的耗熱量，必須採用這樣的條件。為了使第一階段(氧化熱處理在900'C進行15分鐘)所披露的例子中提及的SGOI結構穩定化，這樣的值是特別有利的。圖3a3c是三個不同SiGe層樣品截面的TEM圖像，這些樣品包含20。/。的Ge，且經歷了三種不同類型的氧化熱處理-熱氧化在90(TC進行50分鐘(圖3a的樣品)熱氧化在900'C進行250分鐘(圖3b的樣品)熱氧化在90(TC進行500分鐘(圖3c的樣品)這三個樣品表現出統一標記為31(即三個圖分別為31a、31b、31c)的表面氧化區域和緊鄰該表面氧化區域下方的累積區域。累積區域(統一標記為32)對應著在熱氧化時Ge遷入並累積的富Ge區域。三個圖沒有用一致的刻度精確地繪製。下表概括了三個樣品的特徵(包括SiGe層的累積區域與下面的剩餘部分(統一標記為33)之間的界面的粗糙度):樣品tableseeoriginaldocumentpage18圖4al4a3是表示圖3a的樣品在氧化後沒有缺陷的TEM圖像。可以觀察到-在SiGe層的累積(富Ge)區域32a與下面的剩餘部分33a之間的界面上沒有缺陷，在SiGe層的剩餘部分33a內沒有缺陷。第一樣品(圖3a和圖4al4a3所示)的氧化根據本發明方法的"第一階段"進行。圖4bl4b7是表示圖3b的樣品(第二樣品)在氧化後的結構的TEM圖像。圖4bl4b2顯示在該樣品的富Ge區域32b中的缺陷。因此它的氧化沒有根據本發明方法的"第一階段"進行。圖4b34b5進一步顯示在樣品的富Ge區域32b與SiGe層的下面的剩餘部分33b之間的界面上的缺陷。測定的缺陷密度為2X108個缺陷/cm2。並且，圖4b64b7顯示穿過該第二樣品的整個SiGe層33b的螺紋位錯。圖4cl4cl2是顯示圖3c的樣品(第三樣品)在氧化後的結構的TEM圖像。這些圖特別顯示了在樣品的富Ge區域33c中的高密度缺陷。由此可見，該第三樣品的熱氧化沒有根據本發明方法的"第一階段"進行。權利要求1.一種氧化SiGe層的表面區域的方法，所述方法包括在氧化所述表面區域的氧化氣氛下SiGe層的氧化熱處理，其特徵在於，所述方法包括兩個階段·第一階段，氧化熱處理，所述氧化熱處理直接在所述SiGe層上進行，進行所述氧化熱處理以得到如下氧化區域◇所述氧化區域具有足以形成覆層氧化物的足夠厚度，所述覆層氧化物可在隨後的第二階段中保護下方的SiGe不發生點蝕，並且◇所述氧化區域的厚度足夠薄，以保持氧化的表面區域的厚度在閾值厚度範圍之下，所述閾值範圍是與所述SiGe層內的位錯的產生對應的閾值範圍，所述位錯是由於緊鄰所述氧化的表面區域下方的所述SiGe層內的富Ge區域與所述SiGe層的下部之間的晶格參數不匹配而產生的位錯，和·第二階段，在惰性氣氛中高溫退火，所述高溫退火在所述第一階段之後在所述SiGe層上進行，◇所述SiGe層覆蓋有在所述第一階段中產生的所述氧化區域，◇所述高溫退火使Ge從所述富Ge區域擴散進入所述SiGe層的下部。2.如權利要求l所述的方法，其特徵在於，用由Si02構成的表面氧化區域的形成所對應的耗熱量進行所述的氧化熱處理。3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述的氧化熱處理在高於轉變溫度的溫度下進行，所述轉變溫度限定了低於所述轉變溫度的第一溫度域和高於所述轉變溫度的高溫域，在所述第一溫度域中，SiGe被氧化成SixGeyOz形式的氧化物，其中z不等於0，在所述高溫域中，SiGe被氧化成Si02。4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述SiGe層含有20%的Ge，所述轉變溫度在75(TC和800'C之間。5.如前述任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，所述閾值範圍對應的氧化的表面區域的厚度為30nm50nm。6.如前述任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，所述SiGe層包含20%的Ge，所述氧化熱處理在90(TC進行15分鐘。7.如前述任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，所述氧化熱處理在純氧氣氣氛下進行。8.如前述任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，用使Ge基本均勻地分布在整個SiGe層內以消除所述的富Ge區域的耗熱量進行所述的高溫退火。9，如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述的高溫退火在IOOO'C和1100'C之間的溫度下進行2小時。10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述的高溫退火在IIO(TC的溫度下進行。11.一種使SGOI結構內的至少一個粘結界面穩定的穩定化方法，所述SGOI結構包含在SiGe層和支持基片之間包埋的氧化物層，所述方法的特徵在於所述的穩定化方法包括將任一項前述權利要求中的氧化方法應用於所述SGOI結構的SiGe層，在所述SGOI結構上進行所述氧化方法的氧化熱處理，以便形成覆蓋在所述SGOI結構的SiGe層表面上的保護性氧化物，從而在所述氧化方法的隨後的高溫退火時保護所述的SiGe層不發生點蝕，所述高溫退火同時使得O所述SiGe層和所述包埋的氧化物層之間的粘結界面穩定化，和/或所述支持基片和所述包埋的氧化物層之間的粘結界面穩定化，和Ge在所述SGOI結構的SiGe層內擴散，以便減少通式為SixGeyOz的氧化物的產生。12.如權利要求11所述的穩定化方法，其特徵在於，所述的氧化熱處理在高於轉變溫度的溫度下進行，所述轉變溫度限定了低於所述轉變溫度的第一溫度域和高於所述轉變溫度的高溫域，在所述第一溫度域中，SiGe被氧化成SixGeyOz形式的氧化物，其中z不等於0，在所述高溫域中，SiGe被氧化成Si02。13.如權利要求12所述的穩定化方法，其特徵在於，所述SiGe層含有20。/。的Ge，所述氧化熱處理進行30分鐘，所述轉變溫度在75(TC和80(TC之間。14.如權利要求1113中任一項所述的穩定化方法，其特徵在於，用在所述SiGe層上產生表面氧化區域所對應的耗熱量進行所述的氧化熱處理，所述表面氧化區域同時滿足具有足夠的厚度，以在隨後的高溫退火時保護所述的SiGe層不發生點蝕，厚度足夠薄，以保持在所述的閾值範圍之下。15.如權利要求14所述的穩定化方法，其特徵在於，所述的表面氧化區域的厚度為100埃。16.如權利要求1115中任一項所述的穩定化方法，其特徵在於，所述SiGe層包含20%的Ge，所述氧化熱處理在90(TC進行15分鐘。17.如權利要求16所述的穩定化方法，其特徵在於，所述高溫退火在至少95(TC的溫度下進行2小時。18.如權利要求17所述的穩定化方法，其特徵在於，所述高溫退火在IOOO'C和IIO(TC之間的溫度下進行2小時。19.如權利要求17所述的穩定化方法，其特徵在於，所述高溫退火在110(TC的溫度下進行。20.—種將SiGe層與由半導體材料製成的基片層粘結的方法，其特徵在於，在所述的SiGe層上進行權利要求8所述的氧化方法，以在所述的SiGe層的表面區域中形成Si02氧化物層，然後將氧化的SiGe層與所述的基片層粘結。21.如權利要求20所述的粘結方法，其特徵在於，在Smart-Cut型工藝中，在與所述基片層粘結之前，對在表面區域中包含Si02氧化物層的所述SiGe層進行注入，以在所述SiGe層的厚度上形成脆性區。22.如權利要求21所述的粘結方法，其特徵在於，在所述注入之後且在所述粘結之前，除去所述表面氧化物。23.如權利要求1922中任一項所述的粘結方法，其特徵在於，所述基片層為Si基片層。24.如權利要求1923中任一項所述的粘結方法，其特徵在於，所述基片層覆蓋有氧化物層。全文摘要本發明涉及氧化SiGe層的表面區域的方法，該方法包括對SiGe層進行氧化熱處理以氧化所述表面區域，其特徵在於包括兩個階段第一階段，氧化熱處理，所述氧化熱處理直接在所述SiGe層上進行，從而得到氧化區域，所述氧化區域具有足以形成覆層氧化物的足夠厚度，所述覆層氧化物可在隨後的第二階段中保護下方的SiGe不發生點蝕，並且所述氧化區域的厚度足夠薄，以保持氧化的表面區域的厚度在閾值厚度範圍之下，所述閾值範圍對應著SiGe層內的位錯的產生，和第二階段，在惰性氣氛中高溫退火，所述高溫退火在所述第一階段之後在所述SiGe層上進行，所述SiGe層覆蓋有在所述第一階段中產生的所述氧化區域，所述高溫退火使Ge從所述富Ge區域擴散進入所述SiGe層的下部。文檔編號H01L21/3105GK101103446SQ200580046561公開日2008年1月9日申請日期2005年2月24日優先權日2005年2月24日發明者尼古拉斯·達瓦爾申請人:矽絕緣體技術有限公司