[發(fā)明專利]一種基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310167373.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN104143496A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東方;張偉;陳小源;楊輝;王聰;魯林峰;李東棟;方小紅;李明;楊康;王旭洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

1）提供一單晶硅襯底，于所述單晶硅襯底表面形成用于制作周期性棒陣列的掩膜，然后采用化學(xué)濕法刻蝕或干法刻蝕工藝于所述單晶硅襯底上形成周期性的硅棒陣列；

2）于所述單晶硅襯底表面及硅棒陣列表面形成硅外延生長(zhǎng)的阻擋層；

3）采用選擇性刻蝕工藝去除所述硅棒陣列頂部的阻擋層，暴露所述硅棒陣列頂部的硅，形成硅核陣列；

4）以所述硅核陣列作為外延生長(zhǎng)的籽晶或者成核位置，采用化學(xué)氣相沉積法于所述硅棒陣列頂部位置形成連續(xù)的硅膜；

5）剝離所述硅膜，將其轉(zhuǎn)移至一預(yù)設(shè)基底。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟1）中，采用紫外曝光微納工藝形成所述用于制作周期性棒陣列的掩膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟1）采用金或銀作為催化劑，HF及H₂O₂的組合溶液作為腐蝕液進(jìn)行所述的化學(xué)濕法刻蝕。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟1）所述的干法刻蝕工藝為感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：所述阻擋層為SiO₂層或Si₃N₄層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟3）包括以下步驟：

3-1）于所述硅棒陣列中填充光刻膠，露出所述硅棒陣列頂部的阻擋層；

3-2）采用等離子體刻蝕將所述硅棒陣列頂部的阻擋層去除，露出所述硅棒陣列頂部的硅；

3-3）去除所述光刻膠。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟4）中，以三氯氫硅作為硅源，H₂作為還原氣體，于襯底溫度900～1100℃下形成連續(xù)的硅膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：步驟5）采用KOH溶液選擇性刻蝕剝離所述硅膜。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層轉(zhuǎn)移的晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：還包括在所述硅膜剝離后，將所述硅棒陣列經(jīng)清洗及還原處理后進(jìn)行重復(fù)使用的步驟。