[发明专利]具有背侧支撑层的绝缘体上半导体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月15日提交的美国临时专利No.61/225,914的权益。通过引用将美国临时专利No.61/225,914并入本文。

技术领域

所描述的本发明总体上涉及绝缘体上半导体器件及处理，更具体地涉及为绝缘体上半导体器件中的有源层提供结构支撑。

背景技术

绝缘体上半导体(SOI)技术最早在20世纪90年代后期被商业化。SOI技术的特色特征在于其中形成了电路的半导体区域通过电绝缘层与主体基板隔开。该绝缘层通常是二氧化硅。选择二氧化硅的原因是，可以通过使晶圆氧化而在硅晶圆上形成二氧化硅，由此适合于进行有效制造。SOI技术的有利方面直接源于绝缘层将有源层与主体基板进行电子隔离的能力。当在此处以及所附权利要求中使用时，SOI结构上的形成有信号处理电路的区域指的是SOI结构的有源层。

图1示出了一个SOI晶圆100。晶圆包括基板层101、绝缘层102以及有源层103。基板通常是诸如硅之类的半导体材料。绝缘层102是介电的，并且通常是通过对基板层101进行氧化而形成的二氧化硅。有源层103包括在已经在其中形成了电路104之后出现的掺杂物、电介质、多晶硅、金属层、钝化物以及其它层的组合。电路104可包括：金属布线，诸如电阻器、电容器和电感器之类的无源器件，以及诸如晶体管之类的有源器件。当在此处以及所附权利要求中使用时，SOI晶圆100的“顶部”指的是顶部表面105，而SOI晶圆100的“底部”指的是底部表面106。定位方案不考虑SOI晶圆100相对于其它参考系的相对定位、以及从SOI晶圆100去除层或向SOI晶圆100添加层。因此，有源层103总是处于绝缘层102“上方”。此外，从有源层103中央起始并向底部表面106延伸的矢量总是指向SOI结构的“背侧”方向，而不考虑SOI晶圆100相对于其它参考系的相对定位、、以及从SOI晶圆100去除层或向SOI晶圆100添加层。

大部分情况下，在包括许多被称为芯片的分立器件的大晶圆上批量生产半导体器件。批量生产是半导体制造具有最小可变成本产品的特点的原因之一。直到整个制造工艺的非常后的时期才会单独处理晶片(dice)。从晶圆中取出独立晶片的工艺被称为切片(singulation)。标准的切片方法包括晶圆切锯、划道(scribe)并断裂、激光切割、以及其它方法。所有这些切片方法都有可能在各个芯片上造成应力，并且有可能在任何最终器件中造成缺陷。SOI器件尤其容易受到这些类型的制造误差的影响，这是因为有源区很薄，因此与传统半导体器件中使用的较厚的主体基板相比不太能保护所包含的电路。切片期间引入的应力可造成有源电路的塑性变形和晶圆翘曲，这有可能造成诸如滑移和位错产生之类的硅晶缺陷。这些情况显著地降低了所得到的器件的电性能及成品率。

存在各种方法来提供处理期间电路的稳定性。一种突出的方案包括在初始晶圆上的独立芯片被减薄或切片之前将支撑结构附接至晶圆。例如，可在切片或减薄期间将一个支撑操纵晶圆(supporting handle wafer)附接至有源区从而为有源区添加支撑。该操纵晶圆通常留在有源区上并成为最终器件的一部分。在减薄期间向传统半导体器件提供稳定性这一问题的另一解决方案是任选地在芯片子集附近的边界内减薄晶圆框架。该方案允许在成组地支撑分立器件的基板以便进一步处理的同时减薄分立器件的基板。

发明内容

在本发明的一个实施例中，公开了一种集成电路。该集成电路包括：来自绝缘体上硅晶圆的绝缘体上硅芯片。绝缘体上硅芯片包括有源层、绝缘层和基板。基板由挖掉的基板区域和支撑区域组成。支撑区域与绝缘层接触。支撑区域被配置成在从绝缘体上硅晶圆切片出绝缘体上硅芯片时为绝缘体上硅芯片提供所需的大部分稳定力。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种集成电路。所述集成电路包括：来自绝缘体上硅晶圆的绝缘体上硅芯片。绝缘体上硅芯片包括有源层、绝缘层、基板以及加强层。基板由挖掉的基板区域和支撑区域组成。加强层布置在挖掉的基板区域中。基板区域与绝缘层接触。支撑区和加强层域被配置成共同作用以便在从绝缘体上硅晶圆切片出绝缘体上硅芯片时为绝缘体上硅芯片提供所需的大部分稳定力。

在本发明的另一个实施例中，公开了一制造种集成电路的方法。所述方法包括在绝缘体上硅晶圆的有源层中形成集成电路的有源电路的步骤。方法还包括步骤：从绝缘体上硅晶圆上的绝缘体上硅芯片去除部分基板，从而形成基板中的挖掉的基板区域和基板中的支撑区域。方法还包括步骤：从无操纵晶圆(handle-free)的绝缘体上硅晶圆切片出绝缘体上硅芯片。