【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，特别涉及一种低损伤埋氧改性soi衬底结构的制备方法。
技术介绍
1、航空航天事业飞速发展，极端辐照环境对器件的抗单粒子能力和抗总剂量指标不断提出新的要求。随着工艺节点的演进，soi器件抗辐照性能的提高面临严重挑战，如，埋氧区的存在使总剂量效应越发恶化，材料改性难以实现。
2、对soi衬底的材料改性主要基于soi衬底制备时添加额外工序，或对常规商用soi衬底进行全局离子注入。前者增加soi衬底制备难度、提高soi衬底成本，且不满足商用衬底制备的批量化要求；后者基于cmos工艺可以实现材料改性，但会在soi衬底顶层硅中引入大量晶格损伤，降低器件迁移率，抑制器件性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低损伤埋氧改性soi衬底结构的制备方法，以实现商用材料片兼容的抗总剂量改性衬底制备，满足抗总剂量器件加工需求。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低损伤埋氧改性soi衬底结构的制备方法，包括：
3、步骤1：提供由支撑层、埋氧层、顶层硅依次堆叠形成的硅衬底，在顶层硅上淀积掩蔽层；
4、步骤2：通过光刻和刻蚀在顶层硅和埋氧层上制备沟槽；
5、步骤3：进行离子注入，形成离子注入区；
6、步骤4：在沟槽中填充绝缘介质；
7、步骤5：通过化学机械抛光、刻蚀，去掉多余的绝缘介质和掩蔽层，形成隔离结构；
8、步骤6：对材料片进行退火，离子注入区中的杂质原子扩散到
9、在一种实施方式中，所述支撑层位于底层，所述顶层硅位于顶层，所述埋氧层位于中间层；其中所述顶层硅的厚度为2～1000纳米，所述埋氧层的厚度为5～1000纳米。
10、在一种实施方式中，所述离子注入区是通过对soi衬底选择性离子注入后得到，掺杂类型为p型或者n型，掺杂元素为磷、硼、铟或砷，掺杂浓度为1e10-1e20/cm-3；顶层硅中未经过离子注入的形成低损伤沟道区。
11、在一种实施方式中，所述步骤4中，通过化学气相沉积或者原子层淀积在沟槽中填充绝缘介质。
12、在一种实施方式中，所述材料改性区的制备退火温度在600℃-1300℃，时间在1-60秒之间。
13、本专利技术还提供一种低损伤埋氧改性soi衬底结构。
14、在一种实施方式中，所述低损伤埋氧改性soi衬底结构包括顶层硅、埋氧层、支撑层、离子注入区、低损伤沟道区、隔离结构和材料改性区；其中，顶层硅、埋氧层和支撑层共同构成soi衬底；离子注入区通过选择性离子注入对soi衬底掺杂后形成；低损伤沟道区是改性区注入时被屏蔽的部分顶层硅；隔离结构通过填充或氧化绝缘介质，再通过cmp工艺去除多余绝缘介质形成；材料改性区是退火处理后离子注入区中杂质原子扩散形成的。
15、本专利技术提供的一种低损伤埋氧改性soi衬底结构的制备方法，具有以下有益效果：
16、(1)通过制备材料改性区，调整材料中缺陷状态和浓度，从而有效抑制辐照造成的埋氧层空穴积累，提高器件的抗总剂量能力；
17、(2)通过局部离子注入，形成了低损伤soi顶层硅区域，相比直接离子注入晶格缺陷下降2个量级，有效避免晶格缺陷导致的载流子迁移率降低，抑制了抗辐照加固造成的器件性能大幅降低；
18、(3)采用商用soi衬底和cmos工艺兼容的工艺方案，无需引入额外的工艺设备和工艺种类，有效降低了抗辐照加固技术的成本；
19、(4)制备出的结构适用于全耗尽soi器件和部分耗尽soi器件，有一定的应用范围。
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1.一种低损伤埋氧改性SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的低损伤埋氧改性SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，所述支撑层位于底层，所述顶层硅位于顶层，所述埋氧层位于中间层；其中所述顶层硅的厚度为2～1000纳米，所述埋氧层的厚度为5～1000纳米。
3.如权利要求1所述的低损伤埋氧改性SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，所述离子注入区是通过对SOI衬底选择性离子注入后得到，掺杂类型为P型或者N型，掺杂元素为磷、硼、铟或砷，掺杂浓度为1e10-1e20/cm-3；顶层硅中未经过离子注入的形成低损伤沟道区。
4.如权利要求1所述的低损伤埋氧改性SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，通过化学气相沉积或者原子层淀积在沟槽中填充绝缘介质。
5.如权利要求1所述的低损伤埋氧改性SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，所述材料改性区的制备退火温度在600℃-1300℃，时间在1-60秒之间。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的低损伤埋氧改性SOI衬底结构。
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