[發明專利]制造復合晶片的方法

有效

• 申請號: 201280045025.2
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103828021A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 秋山昌次;永田和壽
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/265;H01L27/12
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發明涉及制造復合晶片的方法。

背景技術

近年來，對以絕緣體上硅（SOI）晶片為代表的復合晶片的需求日益增長。在SOI晶片當中，“石英上硅（SOQ）”和“藍寶石上硅（SOS）”晶片由于包括作為處理晶片（handle?wafer）的絕緣透明晶片而受到關注。

SOQ晶片預期應用于使用高透明度石英的光電子器件或者使用低介電損耗石英的高頻器件。SOS晶片預期應用于會發熱的高頻器件，因為處理晶片包括藍寶石，因此不僅具有高透明度和低介電損耗，而且還具有玻璃或石英達不到的高熱導率。

這種復合晶片通常是通過將兩個晶片（施體晶片（donor?wafer）和處理晶片）鍵合而生產出的。SOS晶片還可以通過在藍寶石的r平面上直接外延生長硅而獲得。然而，由于藍寶石和硅之間晶格常數不同，所以其晶體質量通常不如塊狀硅。

目前，硅晶片和藍寶石晶片的直徑分別主要為6至12英寸和2至4英寸。例如，在生產2英寸SOS晶片的情況下，需要準備2英寸硅晶片。然而，當前獲得2英寸硅晶片非常困難。在硅器件領域中，晶片的大直徑化的趨勢和結構精細化的趨勢還在繼續。因此，當試圖獲得高質量的晶片時，不可避免地選擇大直徑的硅晶片。

專利文獻1描述了使用處理晶片和比處理晶片大的施體晶片，以使轉移層的面積增加。然而，在專利文獻1中，一個施體晶片鍵合到一個處理晶片，因此在兩個晶片上都必須進行一次倒角和二次倒角。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4531694號

發明內容

發明要解決的問題

在專利文獻1中的兩級倒角技術中，兩個晶片的倒角質量影響鍵合質量。這是因為倒角部分邊緣的粗糙度阻止該邊緣適當鍵合。因此，倒角步驟需要大量的成本和時間。

另外，專利文獻1描述了使用直徑比處理晶片的直徑略大的施體晶片的特征。然而，用于晶片加工和半導體工藝的設備通常只適合于符合SEMI、JEIDA等定義的標準的具有2英寸（50至50.8mm）直徑、3英寸（76至76.2mm）直徑、4英寸（100mm）直徑、5英寸（125mm）直徑、6英寸（150mm）直徑、8英寸（200mm）直徑、12英寸（300mm）直徑等的晶片。因此，使用非常規尺寸晶片是非常困難的，還導致需要大成本改造現有設備等的實際問題。

本發明是鑒于上述情況而作出的，并且提供一種制造復合晶片的方法，其中可以從一個施體晶片獲得多個復合晶片，并且可以省略倒角步驟。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，在本發明的一個方面，提供一種制造復合晶片的方法，該方法至少包括以下步驟：將至少兩個處理晶片的表面與施體晶片的表面鍵合以獲得鍵合晶片，所述施體晶片的直徑大于或等于所述至少兩個處理晶片的直徑之和，并且所述施體晶片具有通過從所述施體晶片的表面注入氫離子而在施體鏡片內部形成的氫離子注入層；在200℃至400℃加熱所述鍵合晶片；以及沿著加熱后的鍵合晶片的氫離子注入層從所述施體晶片分離出膜，以獲得具有轉移到所述至少兩個處理晶片上的所述膜的復合晶片。

本發明的有益效果

根據本發明的制造復合晶片的方法可以從一個施體晶片得到多個復合晶片，并且省略了倒角步驟。

附圖說明

圖1是示出制造復合晶片的方法中的步驟的實施方式的圖。

圖2示出復合晶片的截面圖，其指示圖2(A)中的一個處理晶片或者圖2(B)中的兩個處理晶片鍵合到一個施體晶片并且被加熱時施體晶片的翹曲。

圖3是示出三個處理晶片用于一個施體晶片的實施方式的圖。

圖4是示出四個處理晶片用于一個施體晶片的實施方式的圖。

具體實施方式

本發明中使用的至少兩個處理晶片優選地由從包括硅晶片、玻璃晶片、石英晶片、藍寶石晶片、碳化硅晶片和氮化鎵晶片的組中選擇材料制成。所述至少兩個處理晶片中的每一個在下述鍵合步驟之前優選地進行清洗，如RCA清洗。盡管所述至少兩個處理晶片中的每一個可以選擇為由不同材料制成的晶片，但是考慮到下述鍵合步驟和加熱步驟，優選地選擇由相同材料制成的晶片。