[发明专利]绝缘体上覆半导体晶圆、含晶体管的半导体结构及其形成与操作方法

权利要求书

1.一种绝缘体上覆半导体晶圆，其包含：

支撑基材、位在支撑基材上方的电性绝缘层、以及位在该电性绝缘层上方的半导体层；

其中，该电性绝缘层包含压电材料。

2.如权利要求1所述的绝缘体上覆半导体晶圆，其中，该压电材料为铁电材料。

3.如权利要求2所述的绝缘体上覆半导体晶圆，其中，该支撑基材包含具有主面的半导体支撑晶圆，该电性绝缘层与该半导体层实质设于整个该主面上方。

4.如权利要求3所述的绝缘体上覆半导体晶圆，其中，该铁电材料包含下列的至少一者：锆钛酸铅、掺杂镧的锆酸铅、及包含铪与锆其中至少一者的氧化物。

5.如权利要求4所述的绝缘体上覆半导体晶圆，其中，该铁电材料包含掺杂硅的二氧化铪。

6.如权利要求4所述的绝缘体上覆半导体晶圆，其中，该电性绝缘层更包含下列的至少一者：位在该压电材料上面的第一缓冲层、及位在该压电材料下面的第二缓冲层。

7.一种方法，其包含：

提供第一晶圆与第二晶圆；

在该第一晶圆上方形成电性绝缘层，该电性绝缘层包含适用于形成压电层的一层材料；

将离子植入位于该电性绝缘层下面的该第一晶圆的一部分，该离子布植界定该第一晶圆的切分部分；

将该第一晶圆接合至该第二晶圆，其中，该电性绝缘层配置于该第一晶圆与该第二晶圆之间；以及

于该第一晶圆的该切分部分处切分该第一晶圆，维持接合至该第二晶圆的该第一晶圆的半导体材料的一部分于该电性绝缘层的对立该第二晶圆的一侧提供半导体层；

其中，介于该半导体层与该第二晶圆之间的压电材料是以适用于形成该压电层的该材料的该层为基础所形成。

8.如权利要求7所述的方法，其中，适用于形成该压电材料的该材料是适用于形成铁电层的材料，该压电层为铁电层。

9.如权利要求8所述的方法，其中，适用于形成该铁电层的该材料包括含有铪与锆其中至少一者的实质非晶氧化物。

10.如权利要求9所述的方法，更包含：

在适用于形成该铁电层的该材料的该层上方形成覆盖层；

在有该覆盖层的存在下退火该第一晶圆，其中，获得包含铪的该氧化物的结晶作用，该结晶化的铪氧化物具有铁电性；以及

移除该覆盖层；

其中，该覆盖层的该形成、该第一晶圆的该退火、及该覆盖层的该移除是于该第一晶圆与该第二晶圆的该接合之前进行。

11.如权利要求10所述的方法，其中，适用于形成该铁电层的该材料包含掺杂硅的二氧化铪。

12.如权利要求8所述的方法，其中，该电性绝缘层的该形成包含形成下列的至少一者：介于该第一晶圆与适用于形成该铁电层的该材料的该层之间的第一缓冲层、以及位于适用于形成与该第一晶圆对立的该铁电层的该材料的该层的一侧的第二缓冲层。

13.如权利要求12所述的方法，其中，适用于形成该铁电层的该材料包含下列的至少一者：锆钛酸铅及掺杂镧的锆钛酸铅。

14.一种包含晶体管的半导体结构，该晶体管包含：

于支撑基材上方包含压电材料的电性绝缘层；

位在该电性绝缘层上方的半导体层；

位在该半导体层中的源极区、通道区与漏极区；

位在该通道区上方的栅极结构；以及

位于该电性绝缘层的侧向对立侧的第一电极与第二电极，该第一电极和第二电极电性绝缘该半导体层并且经组配用于对该电性绝缘层的该压电材料施加电压，其中，该压电材料回应于对其施加的该电压而至少在该通道区中产生应变。

15.如权利要求14所述的半导体结构，其中，该压电材料为铁电材料。

16.如权利要求15所述的半导体结构，其中，该晶体管包含介于该第一电极与该半导体层之间、及介于该第二电极与该半导体层之间的沟槽隔离结构。

17.如权利要求16所述的半导体结构，其中，该第一电极与该第二电极各包含半导体材料。

18.如权利要求17所述的半导体结构，其中，该第一电极与该第二电极各更包含硅化物。